SI n°1 Tunnel
Sujet 1 :
Différentes méthodes et technologies de creusement. Explication du choix de la méthode de réalisation pour les tunnels de l'A89.Études scientifiques et techniques de la méthode de creusement par
explosif dans le tunnel de
Violay.
Moyens et dispositifs pour garantir le sécurité du personnel et l'utilisation des explosifs.
Différentes méthodes de creusement des tunnels
Creusement par tranchée couverte
1) On creuse deux
tranchées parallèles
délimitant la section
du tunnel avec un
grappin d’excavation.
2) On place une
structure métallique
préfabriqué dans la tranchée.
4) Après avoir
étanchéifié la dalle de
plafond, on remblai.
3)On coule les parois en béton et on construit le tunnel à proprement parler.
Remarques :
Cette technique ne s’applique qu’à des tunnel de faible profondeur.
Un tunnelier est un engin permettant de percer des tunnels et d’automatiser leurs forage .Il existe une grande variété de tunneliers pouvant être utilisés dans des situations très diverses, chaque tunnelier étant conçu et fabriqué en fonction de la nature du sol (allant depuis la roche dure jusqu'à la terre molle) et de la géométrie de l’ouvrage à réaliser (diamètre, courbure, pentes). Il en existe certains qui sont pressurisés et qui peuvent donc être utilisés sous des nappes phréatiques, ceci afin de compenser la pression exercée par l'eau sur les parois de la machine. Par conséquent, les opérateurs travaillant dans le tunnelier sont soumis à des pressions élevées, et doivent subir des cycles de décompression avant de pouvoir retourner à l'air libre, tout comme les plongeurs.
Le tunnelier assure plusieurs fonctions :
· abattage du terrain ;
· évacuation des déblais par différents moyens comme le marinage ou convoyeur (bande transporteuse) ;
· mise en place du soutènement (montage d'anneaux , béton projeté ou dans certains cas où la roche est bonne, on la laisse telle quelle).
L’utilisation de charges explosives
- On place judicieusement des charges
explosives dans une parois.
- On déclenche l'explosion : BOUM !!
- On ramasse les gravats.
- Et on recommence.
Le creusement du tunnel de Violay a été fait avec l'aide des explosifs car il y avait de la roche dure. Cependant les autres tunnels n'ont pas pu être fait avec les explosifs.
Le tunnel de Violay :
Il mesure 4 km et est constitué de 2 tubes indépendants.
Le tunnel de Violay est l’ouvrage souterrain le plus important de la section Balbigny-La Tour de
Salvagny qui constitue le dernier tronçon à construire de l’autoroute A89 qui reliera Lyon à Bordeaux. Ce tronçon, d’une longueur de 49,5 km, traverse les Monts du Lyonnais dans sa partie Est entre Tarare et Balbigny.
Le premier tiers du tunnel côté Loire est composé de roches d’origine sédimentaire (siltites, pélites, grès et conglomérats). Les deux tiers côté Rhône sont composés de roches cristallines d’origine volcano-sédimentaire plus ou moins métamorphisées. Entre ces 2 partie géologiques bien distincts, le vallon du Gantet constitue un accident géologique majeur constitué d'un mélange aléatoire de roche dure et de terrains meubles sur une longueur de 130m environ. Cette hétérogénéité géologique va exiger des travaux de soutènement de plusieurs mois de creusement pour franchir cette distance.
Les travaux de creusement des autres parties seront réalisés par la méthode conventionnelle à l’explosif (émulsion pompable système MORSE et amorçage avec des détonateurs non-électriques), en pleine section ou en sections divisées selon les terrains traversés. Localement, dans les zones de failles avec terrain très fracturé ou broyé, l’abattage pourra être fait en partie ou en totalité par des moyens mécaniques à l’abri d’un pré-soutènement.
Le tunnel de Chalosset ,( qui mesure 750 m) et le tunnel de la Bussière ( qui mesure 950 m) sont constitués tout deux de 2 tubes indépendants et ont été réalisés de la même manière que le tunnel de Violay.
Un explosif est un composé chimique défini ou un mélange de corps susceptibles lors de leur transformation, de dégager en un temps très court, un grand volume de gaz porté à haute température, ce qui constitue une explosion.
Creusement du tunnel de Violay en quelques chiffres :
Longueur totale:
Tube
Nord Tube Sud
*Casquette Ouest 50m 25m
Tunnel creusé 3851m 3870m
Casquette Est 5m
5m
TOTAL 3906m 3900m
*Les casquettes sont des "prolongements" de tunnel à l'air libre qui seront ensuite remblayées pour une meilleure intégration paysagère
Temps
moyen (par tube) pour effectuer les différentes étapes du creusement, appelé cycle:
Entre 2 tirs de mine: de 18 à 22h selon la longueur des volées
Pour enlèvement des gravats (marinage) : de 4 à 6h
Pour forage des trous pour les explosifs: de3 à 5h
Chargement des explosifs: de 2 à 3h
Consolidation de la voute: très variable suivant le terrain
Progression à chaque tir de mine: de 2 à 5.80 m
Progression par semaine de 15 à 35 m
En ce qui concerne les explosifs, ils sont stockés et transportés séparément, pour éviter un risque d'explosion, jusqu'à leur intrusion dans la roche où ils sont mélangés et où ils vont exploser !
Pour permettre aux usagers en cas d'accident de quitter le plus rapidement la zone à risque
pour se mettre à l'abri, les tunnels sont souvent équipé de galeries transversales. Ces
galeries de secours, entre-distantes de quelques 270 m, relient les deux tubes principaux et
abritent également un local pour les installations électromécaniques ainsi qu’un local
« vannes » reliant tout le système des conduites d’incendie.
Certaines galeries sont conçues de façon à permettre le passage des véhicules de
secours, les autres sont réalisées en tant que galeries piétonnes permettant ainsi un
accès des services de secours par le tunnel non touché par l'incident.