Technique et chantier

Un tunnelier prototype se prépare à traverser les Alpes

Mots clés : Matériel - Equipement de chantier - Musées - galerie - Ouvrage d'art - Transport ferroviaire - Travaux publics

Génie civil. Le groupement de Saint-Martin-la-Porte vient de recevoir le tunnelier pour le percement de la « galerie de reconnaissance » du nouveau tunnel franco-italien de la future ligne ferroviaire Lyon-Turin. Une section de 9 km qui permettra de valider les procédures et de tester une machine innovante.

Ne dites plus « LTF » pour Lyon Turin Ferroviaire, mais « Telt » pour Tunnel Euralpin Lyon Turin. Cela dit, le projet reste le même : un tunnel bitube, long de deux fois 57 km traversant les Alpes pour établir une liaison ferroviaire à grande vitesse entre la France et l’Italie. Un premier tronçon de 9 km va être percé dès 2016. Cette section, encore appelée « galerie de reconnaissance », fera partie intégrante de l’ouvrage final. « Cela reste un test nous permettant de valider les procédures de travail et le matériel », tempère Hubert du Mesnil, président de Telt. De fait, le tunnelier utilisé est tellement riche en innovations qu’on peut le qualifier de prototype. C’est NFM Technologies qui l’a construit selon un cahier des charges fixé par un groupement d’entreprises parmi lesquelles comptent Spie Batignolles TPCI et Eiffage Génie civil. C’est un gros modèle (135 m de long, 11,20 m de diamètre, 2 400 t au total) de tunnelier à roche dure. Le terrain qu’il fore est censé être suffisamment cohérent pour se maintenir correctement ; donc, pas besoin de pressuriser la chambre d’abattage. Ici, le risque principal reste celui de la « convergence » : la galerie se rétracte au passage du tunnelier et le coince… Les principales innovations visent à s’en prémunir. « D’abord, la machine est très puissante. La tête de coupe est animée par quatorze moteurs de 350 kW, soit une puissance de 4 900 kW qui développe un couple de 35 000 kNm. C’est énorme ! » détaille Régis Pobelle, chargé technique chez NFM. Cette puissance permet de s’extraire d’une mauvaise situation, d’autant que le bouclier peut être lubrifié avec de la bentonite pour réduire ses frottements. Autre particularité : à l’habituel érecteur de voussoirs s’ajoute un érecteur de cintres métalliques, susceptible de venir poser un anneau en acier pour consolider en cas de déformation. Celle-ci est surveillée par des lasers qui mesurent en permanence les effets de la pression sur le bouclier, l’espace entre les voussoirs et la paroi, et la section du tunnel terminé. Deuxième risque important : traverser une zone faillée ou, pire, une cavité. Dans cette éventualité, deux foreuses sont installées derrière la tête de coupe. Elles réaliseront des sondages longs de 80 m. L’enregistrement et l’étude des paramètres de forage permettront d’en déduire la cohérence de la roche à abattre les jours suivants − la vitesse d’avancée du tunnelier est estimée à 10 m par jour. Au besoin, il sera possible d’injecter un coulis en amont du tunnelier pour consolider une zone friable, ou de réaliser un carottage à travers la tête de coupe pour analyser plus finement le terrain rencontré. Troisième risque : la présence de schistes charbonneux susceptibles d’émettre des gaz dangereux dont du méthane. « Nous avons placé quatorze capteurs partout dans le tunnelier et abaissé les seuils d’alerte », rassure Régis Pobelle. C’est également la présence potentielle de gaz qui a poussé à surdimensionner le système de ventilation : 60 m3/s d’air arrive de l’extérieur, dont 45 m3/s réfrigéré pour maintenir la température ambiante en dessous de 28 °C. La machinerie, elle, est refroidie par un circuit d’eau. Une autre innovation touche à l’approvisionnement : le coulis de bourrage sera fabriqué en surface et envoyé vers le tunnelier par pompage. Un petit stock tampon de 20 m3 est conservé dans des cuves agitatrices avant d’être propulsé vers les lances d’injection où, au dernier moment, on ajoute un durcisseur. « Le coulis, très fluide, devient pâteux en vingt secondes, ce qui facilite le bourrage entre la paroi et les voussoirs », explique Régis Pobelle. Pas seulement ! Le tunnelier va également poser un radier en éléments préfabriqués, qu’il faut aussi sceller avec du coulis. Ce qui signifie que le système d’alimentation et de pose des voussoirs est doublé d’un autre pour les éléments du radier. Quant à l’évacuation des déblais, elle se fera par un tapis convoyeur que le tunnelier installera lui-même dans la galerie au fur et à mesure de son avancement. En comptant les 9 km de tunnel et les 3 km de la petite galerie d’accès rejoignant la surface, ce tapis convoyeur finira par mesurer 12 km, comme les conduites de ventilation, celles apportant le coulis, l’eau du système de refroidissement, et comme la ligne électrique de 20 000 V nécessaire à cette usine mobile. Après avoir été testé dans l’usine NFM du Creusot, ce tunnelier va être démonté en morceaux de taille inférieure à 4 m qui pourront transiter par la galerie d’accès jusqu’à une chambre souterraine haute de 15 m creusée sous la montagne. Là, l’engin de 2 400 t sera remonté, testé à nouveau pour un début de percement prévu en juillet 2016. Direction, l’Italie.

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