[TO] Règles techniques Géotechnique

Record d’auscultation et de monitoring à Crossrail

Mots clés : Géotechnique - Ouvrage d'art - Transport ferroviaire

Le chantier du réseau ferroviaire Crossrail, qui comprend 42 km de tunnels et des stations au cœur du centre historique de Londres, est suivi en temps réel par plusieurs centaines de théodolites automatiques.

Avec la mise en œuvre des premiers capteurs de mouvements automatiques « electrolevel », le chantier londonien de la Jubilee Line a marqué, dans les années 1990, un véritable tournant dans l’instrumentation et le suivi en temps réel des tassements de sol au cours de travaux. Moins d’un quart de siècle plus tard, les Britanniques réalisent un nouveau saut quantitatif et qualitatif avec le projet Crossrail (lire l’encadré ci-dessous) sur lequel sont mis en œuvre, outre une énorme batterie d’instrumentation classique – electrolevel, jauges de contraintes, inclinomètres, niveaux à eau -, plus de trois cents Cyclops : le Cyclic optical surveyor, système de topographie automatique avec théodolites robotisés, développé par Soldata en partenariat avec l’Institut géographique national (IGN), permet les mesures de mouvements en 3D.

Centaur s’affranchit des cibles

« Il s’agit d’un véritable changement d’échelle, affirme Martin Beth, directeur technique de Soldata, et probablement du plus grand chantier d’auscultation et de surveillance de tous les temps. » L’entreprise française s’est taillé une belle part en se voyant attribuer treize lots d’instrumentation et confier directement par Crossrail la mission supplémentaire de reprise en main des instruments et des calculs des données provenant des 200 théodolites de son concurrent anglais ITMSoil.
Si la précision de mesure des théodolites automatiques peut être remarquable, il n’en demeure pas moins que ces appareils réclament une grande rigueur de mise en œuvre, « sous peine de résultats catastrophiques, comme ce fut le cas à New York, il y a quelques années, avec des précisions au-delà du centimètre sur les premiers chantiers d’instrumentation », souligne Martin Beth. Les instruments sont, en effet, très sensibles à la façon dont ils sont configurés, à la manière de placer les cibles références (qui permettent au théodolite de recalculer sa position) ou de gérer les mauvaises mesures, sans parler de la qualité du logiciel qui assure le traitement des données. « Les théodolites sont également très sensibles à la pression atmosphérique et à la température », ajoute Martin Beth, une différence de 10 °C de la température de l’air ambiant provoquant, à 70 m de distance, un écart d’un millimètre, valeur qui constitue souvent la précision requise ! Sur le chantier de Crossrail, les Cyclops intègrent également Centaur, développé par Soldata. Ce système permet de mesurer uniquement des déplacements verticaux (donc des tassements), avec une précision de 1 mm, mais sans besoin de prismes cibles. Avantage évident dans les zones où l’implantation des cibles s’avère difficile ou impossible, comme les routes et les trottoirs. La technique consiste à mesurer directement un point, sur la chaussée par exemple, « ou à mesurer les valeurs de nuages de points qui permettent, par extrapolation de surface, d’en déduire la position altimétrique d’un point qui nous intéresse », explique Martin Beth. Tous ces instruments communiquent leurs données par câble, radio, Wi-Fi et/ou GSM vers la base de données d’instrumentation, laquelle déclenche des alertes par courriel ou SMS en cas de dépassement du seuil programmé. A noter que les vibrations et le bruit sont également surveillés et anticipés au moyen de géophones automatiques, placés à proximité des travaux.

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ENCADRE

Neuf stations et 42 km de tunnels à creuser

Le programme Crossrail, qui figure parmi les plus importants projets d’infrastructure jamais entrepris au Royaume-Uni, consiste à créer une ligne de métro rapide, analogue au réseau RER francilien, qui reliera les lignes existantes des banlieues est et ouest de la capitale anglaise en croisant onze lignes de métro existantes. Le tracé en Y cheminera sous le centre historique londonien et comportera trente-huit stations au total, dont neuf créées en centre-ville. Ce sont 42 km de tunnel (deux bitubes de 21 km) qui seront réalisés au moyen de huit tunneliers aujourd’hui opérationnels.
Les travaux, dont le montant est estimé à 14,8 milliards de livres, ont débuté en mai 2009 pour une mise en service prévue en 2018.

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