Architecture Technique Travaux souterrains

Reconnaître le terrain pour fiabiliser le creusement

Mots clés : Musées - galerie - Travaux publics

Le Lyon-Turin ferroviaire se concrétise avec la réalisation d’une galerie de reconnaissance de 9 km.

Une nouvelle étape a été franchie dans la réalisation de la future ligne ferroviaire Lyon-Turin. Depuis le début de 2015, des travaux de reconnaissance sont menés pour lever les dernières incertitudes géologiques et définir les techniques et les méthodes qui seront employées pour creuser le tunnel bitube de 57 km qui doit, à terme, relier Saint-Jean-de-Maurienne, en Savoie, à Bussolin, dans le Piémont italien. Ces travaux, programmés sur 120 mois, consistent à creuser une galerie de reconnaissance de 9 km de longueur entre les descenderies existantes de Saint-Martin-La-Porte et de La Praz, sur l’axe et au diamètre du futur tube sud de la ligne, sous une couverture rocheuse maximale supérieure à 1 000 m.

Logique industrielle.

« Il s’agit d’un chantier à très haut risque géotechnique dans lequel toutes les techniques des travaux souterrains sont mises en œuvre, et ce dans une logique industrielle afin de reproduire ces techniques pour le reste du projet, confie Florent Martin, directeur de projet pour Spie Batignolles TPCI, mandataire du groupement d’entreprises en charge des travaux. La spécificité du chantier réside dans le fait que nous devons traverser une grande zone instable composée de schistes houillers. Cette zone se caractérise par de fortes convergences et, par endroits, par d’importantes venues d’eau sous pression, jusqu’à 58 litres par seconde à 40 bars. Le risque de dégagement gazeux explosif lié à la présence de méthane est aussi pris en compte. » Pour aborder cette zone difficile, une descenderie complémentaire de 1,8 km (avec une pente de 5,5 %) est creusée à l’explosif. L’excavation est réalisée en faisant appel au système Morse, une solution sécurisée qui permet de produire l’émulsion explosive au dernier moment, in situ, directement sur le front de taille.

Une fois arrivées au pied de cette nouvelle descenderie, au niveau du tunnel de base, les équipes sur place traverseront le front houiller en creusant une seconde galerie longue de 1,4 km, horizontale, dans l’axe du tracé définitif en direction de l’Italie. Cet ouvrage permettra de reconnaître et de consolider les données géotechniques de cette zone instable tout en testant des méthodes de creusement et des dispositifs de soutènement spécifiques qui serviront à réaliser le tube nord. Dans la continuité, la galerie de reconnaissance de 9 km sera, elle, excavée au tunnelier roche dure. Ouvrage clé de l’aménagement du pied de la descenderie de Saint-Martin-La-Porte, la chambre de montage du tunnelier est, elle aussi, en cours de construction. Cette chambre de 45 m de longueur et de 24 m de largeur pour une section de 440 m² exige la réalisation d’une voûte et d’une contre-voûte cintrées, blindées et recouvertes de béton projeté. Cet espace permettra l’assemblage de la machine de 1 600 tonnes dans le massif montagneux – une situation peu commune – et le démarrage effectif de la galerie de reconnaissance.

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ENCADRE

Maîtrise d’ouvrage : Tunnel Euralpin Lyon Turin (TELT). Maîtrise d’œuvre : Egis, Alpina. Groupement d’entreprises : Spie Batignolles TPCI (mandataire), Eiffage Génie civil, CMC Di Ravenna, Ghella, Cogeis et Sotrabas. Coût des travaux : 391 millions d’euros.

ENCADRE

Tunnelier - Sondages et carottages à l’avancement

Pour creuser les 9 km de la galerie de reconnaissance, dans l’axe et au diamètre du futur tube sud, le groupement en charge des travaux a opté pour un tunnelier roche dure de NFM Technologies. Acheminée par convois exceptionnels depuis Le Creusot (Saône-et-Loire) et assemblée dans une chambre de montage souterraine sous 700 m de roche, cette machine de 130 m de longueur et 11,26 m de diamètre pour un poids de 1 600 tonnes posera, entre juillet 2016 et septembre 2018, 52 416 voussoirs fabriqués sur site. Durant ces 26 mois de creusement, entre les descenderies de Saint-Martin-La-Porte et de La Praz, 900 000 m3 de matériaux seront extraits. Particularité du tunnelier : deux foreuses, placées à l’abri du bouclier, permettront de reconnaître la géologie du terrain à l’avancement, en réalisant des sondages destructifs et des carottages de 100 à 200 m de longueur à travers la roue de coupe. Autre spécificité : la machine injectera un bicomposant (un superfluide dosé avec un agent retardant mélangé à un accélérateur) pour remplir le vide annulaire, à la place du traditionnel mortier de bourrage.

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Front houiller - Le soutènement à l’épreuve d’un sol convergent

La traversée d’un front houiller pour réaliser 1,4 km du futur tube sud constituera, à partir de l’automne 2017, l’opération la plus délicate du chantier. « Sur ce tronçon, la géologie est particulièrement complexe, avec des formations rocheuses très hétérogènes (charbon, schistes, grès, etc.). Qui plus est, cette partie du tracé sera soumise à des phénomènes de convergence de l’ordre de 0,25 à 2,2 m », indique Xavier Abad, directeur de travaux pour Spie Batignolles TPCI. Ainsi, sur 1 km, la galerie sera d’abord réalisée en petite section, à l’explosif (système Morse), afin de procéder à des analyses complémentaires du terrain, avant d’être construite à son gabarit définitif. Dans cette zone instable, un soutènement spécifique optimisé sera mis en œuvre à l’aide de cintres TH. Souples et déformables, ces derniers accompagnent les mouvements du terrain avant qu’il ne se stabilise, évitant ainsi les risques de rupture. Une fois le terrain stabilisé, l’agrandissement de la section de la galerie pourra être réalisé. Cette phase du chantier s’achèvera en avril 2022.

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