[TO] Règles techniques Génie civil

Un métro perché sur 72 kilomètres de viaducs

Mots clés : Ouvrage d'art - Technique de construction - Transport collectif urbain - Travaux publics

En Inde du Sud, la ville d’Hyderabad se dote de trois lignes de métro aérien dont la plupart des éléments sont préfabriqués. Les stations sont construites en équilibre sur des piles de pont implantées au milieu des rues, sans interrompre la circulation. Un énorme pari logistique.

L’incroyable métro aérien en chantier à Hyderabad, dans le sud de l’Inde, ressemble à un immense puzzle. C’est en tout cas l’expression qu’emploie M.P. Naidu, le directeur du projet de Larsen & Toubro, le numéro 1 indien du BTP, lauréat en 2010 d’un marché réputé être le plus grand PPP au monde pour les transports urbains : trois lignes de viaducs en béton précontraint représentant un linéaire total de 72 km. A l’inverse des plus grandes métropoles du pays, la capitale de l’Etat du Télangana (8,5 millions d’habitants) a préféré s’équiper avant d’être entièrement congestionnée par les bouchons de circulation. Une infrastructure souterraine aurait été trois fois plus onéreuse, mais la solution en surface pose, elle, de sérieux problèmes logistiques. « Nous devons suivre un tracé que nous n’avons pas choisi, au milieu des grandes artères, sans jamais interrompre le trafic automobile », explique M.P. Naidu.

En termes de conception, le pari était corsé : quand les rues font un angle à 90°, le métro n’a d’autre alternative que de tourner aussi. Ainsi, aborde-t-il parfois des virages très serrés, avec un rayon de courbure de 128 m au lieu du minimum habituellement requis de 300 m, ce qui ramènera sa vitesse moyenne à 34 km/h. L’implantation des 2 500 piles de pont aura été un vrai casse-tête en raison de la présence de nombreux lieux de culte en voirie – temples hindous, mosquées, églises – et à cause surtout de la méconnaissance du sous-sol. « Nos travées mesurent entre 23 et 37 m, selon que nous pouvons ou non déplacer les réseaux enterrés, en accord avec les gestionnaires de l’eau, du gaz et de l’électricité », indique M.P. Naidu.
La phase d’exécution des travaux se révèle encore plus acrobatique. S’agissant des fondations d’abord : Hyderabad est bâtie sur du rocher granitique, mais il n’était pas question d’utiliser de l’explosif en centre-ville pour réaliser les semelles, dont les dimensions vont de 6 x 7 m à 11 x 12 m. C’est donc au marteau-piqueur que le terrain a été attaqué. En outre, le caractère feuilleté du rocher par endroits et la présence de nombreuses poches d’argiles sablonneuses ont nécessité la réalisation de pieux jusqu’à 30 m de profondeur, en limitant autant que possible les nuisances pour les riverains.

Des voussoirs sur mesure

S’agissant de la superstructure, tout est préfabriqué, hormis les piles… et les portiques qui les remplacent lors du franchissement de voies ferrées ou de toboggans routiers. Les tabliers du métro sont constitués de 28 000 voussoirs acheminés exclusivement de nuit par camion à remorque avant d’être collés les uns aux autres à l’aide de poutres de lancement posées à cheval sur deux piles successives, à 8,5 m au-dessus du sol en moyenne. Dix fronts avancent de concert pour respecter le délai de cinq ans de travaux impartis par l’Etat concédant, grâce à un effectif de 13 000 ouvriers.
« Les voussoirs sont tous faits sur mesure, souligne M.P. Naidu. Leurs dimensions sont fonction des courbures horizontale et verticale du viaduc, de leur position sur le tracé et aussi de leur parcours d’acheminement. » Les pièces du fameux puzzle sont fabriquées avec une tolérance de 3 mm seulement. Un pari fou, dans une région où la température passe de 15 °C la nuit à 40 °C dans la journée. L’investissement équivaut à 2,3 milliards d’euros. La livraison est prévue en juillet 2017.

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Le métro d’Hyderabad s’équipe d’un dispositif automatique de gestion des trains basé sur la communication permanente entre le matériel roulant et le système informatique de gestion du trafic (en anglais, Communication Based Train Control ou CBTC). C’est une première en Inde. Ce dispositif permet de piloter les trois lignes depuis une unique salle de contrôle. « Nous avons décidé d’adopter les standards européens en la matière, c’est la filiale canadienne de Thales qui a obtenu le marché de signalisation et la filiale portugaise celui de la communication », précise M.P. Naidu, le directeur du projet. En attendant, le concessionnaire du projet est tenu de mettre en œuvre un autre type de signalisation durant les travaux, celle consistant à assurer la sécurité des piétons et des automobiles. Des réunions quotidiennes sont organisées avec la police et les riverains, notamment avant toute opération de levage, dans le cadre d’un plan « santé, sécurité et environnement ». « Les procédures sont extrêmement strictes et nécessitent le feu vert systématique des autorités », souligne-t-on chez Larsen & Toubro. Les personnels affectés aux levages les plus lourds ont tous suivi une formation spécifique de cinq jours, avant d’être embauchés sur le chantier.

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Voies ferrées - Des rails de 500 m posés sur le béton

Si elle devait être comparée aux procédés européens, la voie ferrée ressemble davantage à celle d’un tramway qu’à celle d’un métro. « Hormis en Ile-de-France, on ne pose pas les rails directement sur le béton », rappelle Emmanuel Kuhn, directeur général de la filiale de Keolis en charge de l’exploitation et de la maintenance du métro d’Hyderabad. Les concepteurs du projet ont opté pour des rails continus sur des distances de 500 m. Ces derniers sont fixés sur des plinthes en béton et assortis de rails de retenue qui visent à mieux répartir les efforts imposés par le matériel roulant, notamment dans les virages, ici particulièrement serrés. « La longueur des rails impose la mise en place de joints d’expansion entre les travées en béton », souligne M.P. Naidu, le directeur du projet. Autre particularité : les parapets latéraux sont préfabriqués et accrochés à la semelle du tablier en fin de chantier. « Il aurait été impossible de poser, comme pour le métro de Delhi, des profils de voie en “ U ” nécessitant des opérations de levage délicates, fait remarquer M.P. Naidu. Nous n’avons pas la place. » Au nombre de 57, les rames se composeront dans un premier temps – à la mise en service – de trois wagons chacune. Cependant, compte tenu des perspectives de fréquentation, les stations ont été dimensionnées pour pouvoir accueillir à terme des rames de six wagons.

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Structure - Des stations en équilibre sur les piles du viaduc

Les 66 stations du métro d’Hyderabad constituent l’innovation majeure de ce projet pharaonique. Plutôt que de les poser sur des portiques en béton qui auraient encombré des rues déjà proches de la saturation aux heures de pointe, il a été décidé de les placer en équilibre sur les piles du viaduc elles-mêmes, à raison de dix par station, avec des coulages de béton in situ réduits à la portion congrue. Résultat : les stations forment de grosses boîtes en béton de 140 m de longueur et de 24, 36 ou 40 m de largeur selon les cas, comme suspendues en l’air au-dessus de la circulation automobile. « Les stations sont notre grande fierté, leur design léger et aérien est une première mondiale », affirme V.B. Gadgil, le P-DG de la société concessionnaire qui réalise actuellement les travaux. Concrètement, le volume des stations s’insère entre deux séries d’éléments. En partie supérieure : des poutres cantilever coulées en place dans le sens transversal, de part et d’autre des voussoirs du tablier du viaduc. En partie inférieure : des poutres préfabriquées, composées de deux ailes (5 à 12 t) encastrées en porte-à-faux sur des poutrelles évidées (40 t) reposant elles-mêmes sur des excroissances de la pile, telles les vertèbres d’une colonne vertébrale. Ces pièces sont livrées de nuit et levées par un pont roulant installé sur le tablier.

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Fiche technique

Concédant : Hyderabad Metro Rail Ltd (Etat du Télangana). Concessionnaire maître d’ouvrage : L & T Metro Rail Hyderabad. Assistant à la maîtrise d’ouvrage : Louis Berger. Maître d’œuvre : Aecom. Génie civil : Larsen & Toubro Construction. Signalisation et communication : Thales. Rails : Tata Steel France (ex-Corus). Exploitation et maintenance : Keolis. Matériel roulant : Hyundai Rotem.

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