Battre des records, innover : les derniers projets de tunnels européens

Dec 25, 2023

Par Catrin Jones31 mai 2023

Malgré les défis, les tunnels restent un outil essentiel pour étendre les réseaux d'infrastructures et connecter les communautés, et les entreprises de construction du monde entier continuent de repousser les limites de ce qui est possible avec chaque nouveau projet, écrit Catrin Jones.

Les projets de tunnels à travers l'Europe creusent plus profondément et deviennent chaque année plus ambitieux à mesure que la demande de réseaux de transport améliorés augmente.

Certains des plus grands projets souterrains au monde se déroulent dans des villes européennes et 2023 a vu certains d'entre eux atteindre de nouveaux sommets (ou creux) alors que les tunneliers franchissent des étapes importantes en matière de tunnels.

Fin mars, l'équipe de creusement de tunnels de HS2 dans le Warwickshire, au Royaume-Uni, a célébré une percée majeure lorsque le tunnelier « Dorothy » a percé le mur du portail sud du tunnel en bois de Long Itchington.

L'équipe Balfour Beatty Vinci était présente pour assister au moment où la tête de coupe a percé le mur de tête de la boîte de réception. Cette étape marque la fin d'une opération de trois ans, qui a impliqué l'installation du site, l'assemblage du tunnelier, le premier enfoncement et percée du tunnelier, et maintenant l'achèvement de la deuxième percée.

Le tunnelier a été lancé en novembre de l'année précédente et il n'a fallu que quatre mois à la machine de 2 000 tonnes pour achever son deuxième forage de 1,6 km, ce qui en fait le premier tunnel complet à double forage du projet HS2.

Après avoir terminé le premier forage du tunnel en juillet 2022, le tunnelier de 125 m de long a été démantelé et ramené au portail nord où il a été remonté prêt à entamer son deuxième voyage.

Huw Merriman, ministre britannique des Transports, a déclaré : « C'est encore un autre moment révolutionnaire dans la livraison du HS2 et la transformation des trajets et des communautés à travers la Grande-Bretagne.

"Avec l'aide de TBM Dorothy, ces tunnels ouvrent la voie aux trains HS2 tout en préservant les forêts anciennes sur le terrain au-dessus. Ces tunnels nous aident à réaliser ce projet transformateur tout en protégeant l'environnement naturel."

Des nouvelles positives continuent d'ailleurs dans l'industrie des tunnels alors que le plus grand lot de construction du tunnel de base du Brenner a été annoncé comme étant achevé à 91 % après qu'un tunnelier (TBM) a terminé son voyage de quatre ans à la frontière italo-autrichienne.

TBM Virginia a officiellement terminé son périple sur le chantier du col du Brenner en Italie. Depuis le début de son voyage en 2019, il aurait creusé 14 km sous les Alpes, à une vitesse moyenne quotidienne de 10,2 m.

Le tunnel achevé, la section Mules 2-3, est en cours de construction par BTC JV comprenant Ghella, Webuild et PAC. Le tronçon Mules 2-3 comprend deux tunnels à voie unique de 14 km creusés avec deux tunneliers de 10,7 m de diamètre et un tunnel de reconnaissance de 14 km creusé avec un tunnelier de 6,85 m de diamètre.

La section Mules 2-3 est la partie la plus difficile du projet du tunnel de base du Brenner. Cela est dû en grande partie à la grande variété de formations rocheuses et à la variété associée de comportements mécaniques que traverse le tracé du tunnel.

Une fois achevé, le tunnel ferroviaire de 64 km du Brenner Base, commandé par Brenner Base Tunnel Societas Europae (BBT SE), sera considéré comme le plus long du monde, reliant Fortezza en Italie à Innsbruck en Autriche.

Parallèlement, en Scandinavie, Skanska s'est vu attribuer un contrat de 5 milliards de NOK (471 millions d'euros) par l'autorité routière norvégienne, Statens vegvesen, pour travailler sur la partie nord du tunnel de Boknafjord, dans l'ouest de la Norvège.

Le tunnel sous-marin fait partie du projet E39 Rogfast à travers Boknafjord, reliant les municipalités de Randaberg et Bokn dans le comté de Rogaland. Il remplacera le ferry actuellement utilisé pour traverser le fjord et, une fois terminé, ce sera le tunnel routier sous-marin le plus long et le plus profond du monde, avec une longueur de 26,7 km et une profondeur maximale de 392 m sous le niveau de la mer.

Skanska sera responsable du tunnel E04 Boknafjord nord, qui est l'un des trois principaux contrats de tunnel et construira 18,5 km de route dans le tunnel et 2 km de route au-dessus du sol.

Le coût total du projet est de 22 milliards de NOK (2 milliards d'euros) et l'entrepreneur devrait avoir commencé les travaux sur le projet au premier trimestre 2023, l'achèvement étant prévu pour le troisième trimestre 2029.

Il est juste de dire que les projets de tunnels sont devenus plus innovants au cours de la dernière décennie - nous creusons plus profondément, plus loin et utilisons des équipements qui peuvent être très efficaces. Un mégaprojet européen qui touche les trois marqueurs est le Grand Paris Express.

Le projet français est certes ambitieux et vise à transformer Paris et sa banlieue en une métropole durable et interconnectée. Le projet comprend la construction de quatre nouvelles lignes de métro (15, 16, 17 et 18) et le prolongement de deux lignes existantes (11 et 14). Avec un investissement total de plus de 35 milliards d'euros, le Grand Paris Express est actuellement le plus grand projet d'infrastructure urbaine en Europe.

Il est rapporté que jusqu'à 90% des nouvelles lignes en construction pour le Grand Paris Express seront situées sous terre, avec de nombreux tunneliers opérant sur le projet.

En effet, en août 2020, les entreprises mandatées par la Société du Grand Paris pour exécuter les travaux ont acquis 21 tunneliers Herrenknecht. Ces machines, qui comprennent 17 boucliers EPB et quatre tunneliers multimodes, ont un diamètre de 7,7 m à 9,8 m et sont spécialement adaptées aux exigences du projet. Leur rôle est de creuser au total environ 96 km de tunnel, qui seront ensuite revêtus de voussoirs en béton.

L'acquisition de ces tunneliers est essentielle à la réussite du projet du Grand Paris Express. Les boucliers EPB spécialement conçus et les tunneliers multimodes sont suffisamment polyvalents pour fonctionner efficacement dans les différentes conditions de sol rencontrées pendant le processus d'excavation.

Lorsque Bernard Cathelain, administrateur de la Société du Grand Paris, est intervenu lors de la table ronde « Réinterpréter le Grand Paris Express du point de vue nord-américain », il a souligné que l'innovation était au cœur du projet.

La Société du Grand Paris a vu dans ce projet une opportunité d'élargir notre façon de construire des infrastructures modernes. Cathelain déclare : « Le Grand Paris Express a été conçu et créé parce que c'est une véritable innovation et nous avons décidé que l'innovation devait être mise en œuvre à chaque étape du projet.

"Nous avons lancé de nombreux appels à projets", ajoute Cathelain. "Et avec ce projet, nous voulions avoir des innovations, pas seulement pour les travaux, par exemple, le béton à faible teneur en carbone, ou pour traiter les déblais que nous avons.

"C'est sans précédent d'avoir de l'innovation. L'innovation et l'évolution sont au cœur du système au sein du Grand Paris Express."

L'utilisation intensive de tunneliers pour creuser et construire les nouvelles voies ferrées n'est qu'un aspect du projet qui met en évidence sa complexité et son ampleur.

Alors que la phase de construction se poursuit et que les tunneliers se mettent au travail, il ne fait aucun doute que le Grand Paris Express, et d'autres projets de tunnels européens, deviendront un modèle de systèmes de transport urbain innovants et durables dans le monde entier.

On dit que l'AT120 de DitchWitch donne aux opérateurs de construction souterraine la puissance et la stabilité nécessaires pour traverser la roche et les conditions de sol difficiles, rationalisant les projets d'installation de fibres, de pipelines et de services publics.

Apparemment la plus grande perceuse AT de son genre, l'AT120 est censée améliorer l'efficacité du chantier pour les anciens propriétaires de foreuses de taille moyenne et maxi, car elle utilise moins de fluide de forage, ce qui entraîne une diminution des déchets sur le chantier, un nettoyage minimisé et un impact environnemental réduit.

L'AT120 présente un couple de rotation de 15 500 pieds-livres et un couple de rotation interne de 3 000 pieds-livres. Avec 120 000 livres de poussée et de recul, l'AT120 permet aux opérateurs d'entreprendre une grande variété de projets, ainsi que de se déplacer plus efficacement dans des alésages plus longs et des installations de plus grand diamètre.

L'AT120 offre également aux utilisateurs une conception de verrouillage de protection pour protéger la tige de forage et le système d'entraînement contre l'usure. Avec une conception mise à jour du compartiment moteur et du panneau d'accès, les utilisateurs ont un accès accru aux composants critiques, rationalisant les routines de maintenance et la facilité d'entretien de la perceuse.

Le fournisseur mondial de matériaux de construction Cemex a amélioré sa gamme Vertua de solutions d'urbanisation avec un nouveau béton projeté à faible teneur en carbone.

Le nouveau béton projeté offre une amélioration durable à son béton projeté silo « Bank Mix » renommé dans l'industrie, qui a déjà été utilisé sur des constructions d'infrastructures britanniques telles que la Northern Line, la mise à niveau de Bank Station, London Power Tunnels 2, Thames Tideway et bien d'autres.

Michael May, directeur des ventes pour Cemex Mortars Europe, a déclaré : « Nous pensons que le lancement de ce produit de béton projeté à faible teneur en carbone, disponible dès maintenant, sera apprécié par nos clients travaillant sur d'importants projets d'infrastructure, où l'utilisation de produits plus durables devient de plus en plus importante et est même spécifiée comme une exigence dans les appels d'offres de projets.

"Notre précédent béton projeté était considéré par nos clients comme incroyablement fiable et performant. Par conséquent, réduire considérablement sa teneur en carbone de 23 % dans un premier temps tout en maintenant ses hautes performances est quelque chose dont nous sommes très fiers. Cependant, nous ne resterons pas immobiles ; ce nouveau lancement n'est que la dernière étape de notre feuille de route pour de nouvelles réductions de carbone à grande échelle."