Quel devenir pour les matériaux excavés sur le tunnel de base du Lyon-Turin ?

Lors du congrès international de l’AFTES, qui s’est déroulé du 13 au 16 novembre, cette question a reçu un début de réponse...

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Quel devenir pour les matériaux excavés sur le tunnel de base du Lyon-Turin ?
Gestion des déblais

Si le Grand Paris Express était de toutes les discussions dans les travées du 15ème congrès international de l’AFTES (Association française des tunnels et de l'espace souterrain) qui s’est déroulé du 13 au 16 novembre au Palais des congrès de Paris, le projet de tunnel de base du Montcenis, élément central de la future ligne ferroviaire entre Lyon et Turin, était l’autre grand sujet de débat. La salle était donc, sans surprise, bien remplie, le 14 au matin, pour la conférence « Lyon - Turin : retours d’expérience des premiers travaux et problématiques nouvelles ».

Après une introduction d’Hubert du Mesnil, le président de Tunnel Euralpin Lyon-Turin (TELT), la société franco-italienne créée en 2015 chargée de la construction puis de la gestion de la liaison ferroviaire transalpine, qui a permis de rappeler les grandes lignes du projet (voir Focus), la conférence a ensuite été consacrée à des enjeux techniques relatifs au tunnel de base, dont une présentation sur « La transformation en granulats des matériaux excavés – La problématique des matériaux contenant des sulfates ».

37 millions de tonnes de déblais

« Le projet du tunnel de base représente une production totale de 37,2 millions de tonnes de déblais, dont 80% en France. Les besoins en granulats pour le tunnel de base seront de 11,34 millions de t soit l’équivalent de plus de 5,5 millions de m3 de béton à fabriquer, dont 8,57 millions de t en France pour plus de 4 millions de m3 de béton », a expliqué Elsa Hugot, ingénieure de TELT. Elle a ensuite souligné l’existence d’une classification utilisée par TELT permettant de classer les matériaux d’excavation en 3 familles: « Ceux de classe 1, de bonne qualité, utilisés pour la production de granulats béton, ceux de classe 2, de qualité moyenne, utilisables en corps de remblai, et enfin ceux de classe 3 subdivisée en 3A utilisables comme matériaux pour remblais moyennant traitement et en 3B correspondant aux matériaux non inertes ou dangereux à mettre en dépôt spécial. »

Teneur en sulfates

Pour les matériaux excavés de classe 1, la question de la teneur en sulfates va se poser. En effet, la réglementation définit actuellement la possibilité d’utiliser les matériaux sulfatés comme les granulats pour béton uniquement si la teneur en sulfates est inférieure à 0,2%. « La non-utilisation des matériaux d’excavation sulfatés conduit à une perte de près d’un million de t de granulats, sachant que la production totale de granulats en France pour le tunnel de base est de 7,72 millions de tonnes», indique Elsa Hugot. Plus de la moitié des granulats produits proviendra du chantier de Villarodin-Bourget/Modane, situé « au centre » du tunnel.

Le planning prévisionnel de production des matériaux d’excavation par ce chantier indique une production moyenne de plus de 5000 t/jour avec une gestion des matériaux d’excavation sulfatés pendant près de 3 ans. En 2009, un programme de R&D a été lancé avec comme partenaires les cimentiers Holcim et Vicat. Une première étape a abouti à une thèse de doctorat dont les axes de recherche ont été de définir le comportement des sulfates contenus dans les matériaux et de définir un ciment adapté à l’utilisation des granulats sulfatés. Les deux objectifs principaux ont été d’obtenir des bétons durables face à la réaction sulfatique interne (RSI) et au risque thaumasite sulphate attack (TSA) en utilisant des granulats renfermant jusqu’à 4% de SO3 (trioxyde de soufre) ; et de définir des procédures de traitement propres à réduire le pourcentage de sulfates dans les granulats. Conclusion ? « Les résultats obtenus en laboratoire sont concluants face aux risques RSI et TSA avec deux ciments spéciaux : le ciment sur-sulfaté dénommé CSS et le ciment Portland à très faible teneur en C3A dénommé Ultimat », estime Elsa Hugot. Une deuxième étape a consisté en la réalisation d’essais à l’échelle industrielle pour valider ces résultats et appréhender des problématiques difficilement abordables en laboratoire, en particulier, vérifier la faisabilité à l’échelle industrielle de la mise en œuvre de tels bétons ; identifier les mécanismes responsables du bon comportement des ciments CSS et Ultimat ; appréhender les effets de l’utilisation d’un sable correcteur ; comprendre l’évolution à long terme des sulfates excédentaires contenus dans le béton ; et valider la durabilité des bétons. « Les mesures d'expansion aux échéances de 220 et 310 jours sont faibles, voire négligeables. Des échéances plus longues sont nécessaires avant de pouvoir se prononcer sur le bon comportement des ciments », indique Elsa Hugot. « Ces essais vont être suivis jusqu’à l’échéance de 900 jours. Il conviendra alors aux Commissions de normalisation de se prononcer. En parallèle, une certification du CSTB pour avis technique peut être envisagée à mi-2018 ».

Le Lyon-Turin, où en est-on ?

L’ancien PDG de Réseau ferré de France, Hubert du Mesnil a répété que ce projet de tunnel bitube de deux fois 57 kilomètres entre Saint-Jean de Maurienne et Suze sera financé à 4O% par l’Union européenne, 35% par l’Italie, 25% par la France et qu’il coûtera 8,3 milliards d’euros 2O12, soit 1O milliards d’euros courants. « Une estimation certifiée », a précisé M. du Mesnil. Il a également affirmé que le principe de ce projet était maintenant acquis, malgré la « pause dans les grands projets d’infrastructures de transport » décrétée par Emmanuel Macron le 1er juillet : « Le projet est officiellement en cours depuis le vote du traité franco-italien par les parlements des deux pays. En revanche, il fait l’objet d’un traitement particulier. Les voies d’accès [au tunnel de base] seront étudiées par la Commission Duron sur les infrastructures et par un groupe de réflexion franco- italien dans lequel l’UE sera présente. » Des décisions validées par le président de la République, le 27 septembre, lors d’un sommet franco-italien. La construction du tunnel de base du Montcenis est donc, maintenant, officiellement en cours  avec le lancement, d’ici début 2O18, de 35 premiers appels d’offres sur les 81 nécessaires à sa réalisation. « La deuxième question, c’est comment la France apporte sa part de 25% [de financement pour le tunnel de base] », s’est interrogé Hubert du Mesnil. « « Par du financement public, via l’Afitf [Agence de financement des infrastructures de transport de France], mais il y a aussi une réflexion pour savoir s’il n’y aurait pas d’autres modalités possibles, par exemple, un financement de type Eurovignette. »

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