Integral 187

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Data

sécurité de vos chantiers - Déplacement - Convergence «

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Principaux contrats d'instrumentation pour tunnels Métro de Puerto Rico (USA) » Métro de Bangkok (Thaïlande) • Jubllee line (Londres) « Métro de Lille (France) * Métro d'Amsterdam (Hollande) Métro de Copenhague (Danemark) > Tunnel de Toulon (France) » Station West Rail et Tunnels (Hong Kong) * Métro de Pans (France) Métro de Barcelone (Espagne) • Métro de Toulouse (France) « Station Akihabara (Tokyo) » Loc Ma Chau (Hong Kong) 294, avenue Georges Clemenceau Tel 01 41 44 85 00 - Fax 01 41 44 85 11

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R.DBWÏUYN A.BTUS Administrateur

Revue

RDWPIFAUT Ingénieur - Conseil B. FALCONNAT

Scetaurottte - Directeur des Tunnels et Travaux Souterrains J«P. GODAHÏÎ Cadre de direction honoraire RA.TP M, GUILLAUD TOS - Rédacteur en chef C. HUART

SIAAP - Ingénieur Général J.B. KAZMIERCZAK

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Un premier bilan des travaux de gros œuvre de la ligne B de l'agglomération toulousaine

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Toulouse Métro Une B : a first évaluation of die

APTES J. P1RAUD ANTEA - Président du Comité Technique de l'A FTE S

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J.P. PRONOST Président CERTIFER - Président d'honneur A FTE S Ph. RAUZY R ATP - Département des Infrastructures et Aménagements J.L. REITH A FTE S - Secrétaire General

P. SALVAUDON APTES -Administrateur J.L.TROTT1N E1FFAGETP

APTES

Interview : Didier Lacroix Directeur de la recherche du Centre d'Etudes des Tunnels (CETu) Head of Research Department (CETU)

Conseil d'Administration «Assemblée Générale- Règlement Intérieur Boord meeting - General Assembly Internai Ru/es f

F.VALIN

APTES

Agenda:

Directeur de publication : Jean PHILIPPE Siège social :

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17, rue d'Amsterdam - 75008 PARIS Le courrier doit être adressé à : A.F.T.E.S. c/o S.N.C.F - Direction de l'Infrastructure 17, rue d'Amsterdam - 75008 PARIS

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yon Turin Ferroviaire vient d'attribuer les travaux pour la réalisation de la galerie de reconnaissance de Venaus à un groupementd'entreprîses dirigé par CMC (Cooperativa Muratori e Cementisti) de Ravenne et composé de Strabag (Autriche), Bentini Costruzioni (Faenza), Cogeis

(Turin) et Geotecna (Milan). Les travaux, d'un montant de l'ordre de 80 millions d'euros, pourront donc commencer au printemps. L'investissement, pour la réalisation de cet ouvrage de reconnaissance, sera partagé entre la France, l'Italie et l'Union européenne. Les délais de réalisation seront d'environ

3 ans. La galerie de Venaus, d'une longueur de 7 km (plus 3 km conditionnels), permettra de mieux connaître la structure géologique du terrain. Ceci afin d'évaluer avec précision les éventuelles difficultés techniques et donc les coûts et les méthodes de réalisation du futur tunnel de base, l'ou-

vrage majeur de la nouvelle liaison ferroviaire LyonTurin. La galerie de reconnaissance de Venaus, d'un diamètre de 6 m, sera creusée sous le Massif d'Ambin avec une couverture maximale d'environ 2 500 mètres.

A près un peu plus de 13 jfJkmois et demi de travaux, quelques 300 tirs à l'explosif, 50 000 m3 excavés, le tunnel de Schirmeck, long de 529 mètres, a été percé en son extrémité nord le 17 février 2005. Le dernier tir à l'explosif a eu lieu le 14 février 2005. Les 5 derniers mètres ont été creusés au brise roche, pour des questions de sécurité.

tête sud, à bétonner des caniveaux, réalisant ainsi l'assainissement et les réservations pour les quelque 28 fourreaux qui vont cheminer le long du tunnel. Ces fourreaux achemineront les réseaux électriques nécessaires aux équipements de sécurité du tunnel. Derrière ce premier atelier, une autre équipe posera le dispositif d'étanchéité du tunnel, composé d'un géotextile et d'une géomembrane en PVC. Un troisième atelier réalisera la voûte définitive à l'aide d'un coffrage monté sur rail, long de 11 mètres. Il permet de réaliser 11 mètres de voûte en une fois avec une épaisseur minimum de béton de 35 cm. Cette opération sera répétée 3 à 4 fois par semaine. Au total 52 plots seront réalisés de la tête sud vers la tête nord. Le premier plot sera coulé dans le courant du mois de mars. Les travaux de finition de la tête sud pourront ensuite débuter. Le

revêtement du tunnel s'achèvera à l'été 2005, suivi de la réalisation de la tête nord au dessus de la place du marché. Longue de 35 mètres, elle sera constituée de trois plots coulés à l'air libre qui seront ensuite remblayés. La chaussée définitive du tunnel sera réalisée à l'automne 2005. Équipements de sécurité et de surveillance La sécurité du tunnel Afin de répondre aux dernières instructions en vigueur en matière de sécurité dans les tunnels, le tunnel de Schirmeck sera notamment équipé : - d'un réseau de lutte contre l'incendie comprenant un réservoir d'alimentation d'une capacité de 240.000 litres, - d'un système longitudinal de ventilation et de désenfumage, - d'un réseau d'appel d'urgence relié au centre d'exploitation du trafic de la DDE,

- d'un système de détection automatique d'incident grâce à des caméras de vidéosurveillance, - de panneaux à messages variables aux extrémités de la déviation et des barrières permettant de fermer le tunnel à la circulation en cas d'incident. Ces équipements seront mis en place en 2006. Une galerie de secours, perpendiculaire au tunnel et longue de 145 mètres, a été également construite au milieu du tunnel. En cas d'incident, elle permettra aux usagers d'évacuer le tunnel. Un système de surveillance 24h/24h Grâce au système de vidéosurveillance mis en place, le tunnel sera surveillé par le Centre d'Exploitation du Trafic de la DDE, à Strasbourg. Cette surveillance sera effective 24h/24h, permettant en cas d'incident de réduire les délais d'intervention dans le tunnel.

Une nouvelle phase de chantier : l'étanchéité et le coffrage définitif Trois ateliers différents œuvreront simultanément dans le tunnel. Depuis quelques jours, un premier atelier a commencé, depuis la

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e gouvernement espagnol a présenté son plan d'investissement pour les infrastructures pour la période 2005-2020. Ce plan représente des investissements de 241 milliards d'euros, dont environ 50% seront utilisés pour étendre le réseau ferroviaire à "haute prestation" (vitesse supérieu-

re à 250 km/h sur des voies à écartement UIC) de 1031 km aujourd'hui à 10 000 km.

T e Débat public sur la JL/Ligne à Grande Vitesse PAC A se déroule du 21 février au 21 juin. Ce débat s'appui sur le dossier présenté par RPF. Pour la préparation de ce débat, RPF a étudié une vingtaine de scénarios appartenant aux trois grands types de dessertes. Les scénarios à 1 axe : La LGV PACA s'inscrirait dans le prolongement de la LGV Méditerranée et desservirait successivement les agglomérations de Marseille, Toulon et Nice puis l'Italie. Pour Marseille, les scénarios à un axe étudiés utilisent les voies existantes à partir de la gare Saint Charles jusqu'à Aubagne. Deux scénarios ont été étudiés (entre parenthèses les longueurs de tunnels envi-

sagées) : Toulon Centre (20 km). Ce scénario permet de desservir ainsi directement la ville de Toulon. Nord Toulon (31 km). L'agglomération toulonnaise serait alors desservie par une nouvelle gare, Nord Toulon. Les scénarios à 2 axes. : ces scénarios consistent à réaliser une ligne nouvelle se débranchant de la LGV Méditerranée soit au nord de la gare Aix-TGV soit entre cette gare et celle de Marseille St Charles. Cette branche dessert à la fois l'agglomération toulonnaise (soit au centre soit au nord) puis la Côte d'Azur. Huit scénarios ont été étudiés : Durance-Nord Toulon (23 km) / Nord Aix-Nord Toulon (20 km) / Nord Arbois-A8-Nord Toulon (27

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Scénarios à 1 axe ©RFF~

Selon la Ministre, 90% de la population espagnole devra se situer en 2020 à moins de 50 km d'une gare desservie par ce réseau. D'autre part, le plan prévoit la construction de 6000 km d'autoroutes.

e tunnel de Chavanne, long de 1,7 km sera construit sur la branche Est de la ligne à grande vitesse Rhin-Rhône. Les terrains sont principalement constitués de calcaire et de marnes. Le tunnel aura une section de 100m2 et sera excavé par des

L

LGV RHIN-RHONE Us 3 branches

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km)/ Sud Arbois-A8-Nord Toulon (24 km) / Sud AixSud Sainte Baume-Nord Toulon (62 km) / Sud AixToulon Centre (50 km) / Sud Arbois-Etoile-Nord Toulon (49 km) /Nord MarseilleNord Toulon (32 km). Les scénarios à 3 axes : Ces scénarios consistent à réaliser une ligne nouvelle se débranchant de la LGV Méditerranée au nord de Marseille, en direction de l'est de la région et se prolongeant par deux branches, l'une en direction de Toulon, l'autre en direction de la Côte d'Azur. Pour la branche de Toulon, un seul scénario a été identifié (A57A8) pour rejoindre le centre de Toulon. Suivant la position du «tronc commun» (HautVar ou Centre Var) la branche

Scénarios a 2 axes

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méthodes conventionnelles avec un soutènement à base de boulons, de béton projeté et de cintres. L'appel d'offres devrait être publié au second semestre, les travaux d'excavation débuteront en 2006 pour une mise en service en 2009. Ce projet d'un coût de 90 millions d'euros fait partie du projet LGV Rhin-Rhône financé par RPF, l'État et les Régions (Bourgogne, FrancheComté et Alsace) d'un montant de 2 milliards d'eu-

Toulon est plus ou moins longue. Six scénarios ont été étudiés : Durance-Haut Var (15 km) /Nord Aix-Haut Var (26 km) /DuranceCentre Var (18 km) /Nord Aix-Centre Var (15 km) / Nord Arbois-Centre Var (22 km)/ Sud Arbois-Centre Var (19 km). Dans les trois types de scénarios, la LGV progresserait ensuite vers l'est et se raccorderait à la ligne existante entre Antibes et Nice, soit une ligne nouvelle de 60 km dont 27 km de tunnels. Au final suivant les scénarios, la longueur des tunnels envisagés varie entre 42 km (17 % de la longueur) et 89 km (48 % de la longueur). Les coûts d'investissements varient entre 4,9 et 8,4 milliards d'euros.

ravaux e tonnelier « Bessi » de L 11.95 m de diamètre, fourni par NFM Technologies (Groupe WIRTH) pour le creusement de la ligne 9 du métro de Barcelone, vient d'établir un nouveau record mondial. La machine de type mode double -pression de terre/ mode ouvert-, vient d'effectuer une avance spectaculaire de 39 mètres en une journée soit 22 anneaux de voussoirs posés. Cette performance a été réalisée en mode ouvert, sur un tronçon possédant un rayon de courbure de 270 mètres, très serré pour le diamètre de la machine. Cet exploit a été réalisé grâce à la qualité de la machine et à

toute l'équipe présente sur le chantier, menée par le client UTELINEA9. A début février, la machine a effectué plus de 70 % du tracé sur les 4 269 m au total. Elle devrait être démontée en juin 2005 pour le creusement d'une autre portion de 8 km, allant de la station Zona Universitaria à la station Sagrera.

Ji ; ier tff près plusieurs mois de L travaux côté Aurillac, le 1er tir de mines côté Murât a eu lieu le 6 janvier dernier. A cette date, le tunnel qui mesurera 1515 mètres avait été creusé côté Aurillac sur une longueur de 680 mètres. Les travaux exécutés par le groupement Spie Batignolles/ Campenon Bernard / Chan-

tiers Modernes se déroulent à un rythme conforme aux estimations initiales soit environ 4 mètres par jour, rythme qui a doublé depuis qu'il y a deux attaques. Le tunnel devrait être percé durant l'été 2005. D'autre part, la construction des 4 galeries de sécurité qui relieront l'ancien et le nouveau tunnel a débuté.

T 'Office Fédéral des JL/Routes (OFROU) a accepté la proposition du canton de Berne de construire simultanément les deux tubes du tunnel de Moutier, sur l'autoroute Al6 (Transjurane), conformément au projet définitif approuvé en avril 1998. La variante qui prévoyait la réalisation de cet ouvrage en deux étapes réparties sur une vingtaine d'années a été définitivement abandonnée. Cette variante, plus onéreuse que le projet initial, aurait partiellement remis en question la sécurité du tunnel et la fonctionnalité de la jonction de Moutier nord. Selon le programme actuel des travaux, le contournement de Moutier devrait être mis en service de façon complète en 2011. Les arguments du canton de Berne en faveur d'une construction simultanée des deux tubes ont donc convaincu la Confédération. La variante de réalisation en deux étapes coûterait entre 30 et 40 millions d'euros de plus. En matière de sécurité, la réalisation et la mise en service par étapes auraient engendré de nombreux problèmes techniques : le profil normal avec une excavation au tonnelier n'est pas prévu pour la mise en place d'une dalle de ventilation ; avec cette dernière, le gabarit d'espace libre ne correspondrait pas à la norme qui prévoit une hauteur de 5,20 mètres. Des ouvrages supplémentaires pour l'évacuation des fumées en cas d'incendie et une niche de stationnement auraient été nécessaires pour la première étape, mais inutiles pour la seconde étape. La sécurité du projet actuel à quatre voies est garantie avec

des frais d'exploitation réduits. Par contre, un tunnel avec circulation bidirectionnelle aurait exigé des installations de sécurité plus importantes. De plus, la jonction de Moutier nord n'aurait pas pu être utilisée de manière complète. L'excavation du tunnel de Moutier au moyen d'un tonnelier a débuté en octobre 2002 dans le premier tube (tube aval). Des problèmes géologiques sont apparus au printemps 2003. Ils ont entraîné l'interruption des travaux d'excavation au tunnelier. Face à cette situation et sur proposition de l'OFROU, une nouvelle étude a été menée sur la faisabilité d'une construction du tunnel de Moutier en deux étapes. Il s'agissait d'évaluer la possibilité d'ouvrir tout d'abord un tube au trafic, puis d'exécuter le second vingt ans plus tard. Au vu des conclusions de cette étude réalisée en juillet 2004, l'Office des ponts et chaussées du canton de Berne proposait en août à la Confédération de construire simultanément les deux tubes du tunnel de Moutier. La jonction de Moutier nord est déjà réalisée. Une mise en service par étapes en aurait limité sa capacité et induit un trafic supplémentaire à travers la ville de Moutier. Différentes adaptations provisoires de la jonction auraient en outre été nécessaires.

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evues l éochronique, magazine I des géosciences coéditè par la Société Géologique de France et le BRGM consacre son numéro de décembre 2004 aux tunnels transalpins. L'introduction de ce dossier, préparé sous la houlette de Pierre Duffaut, est faite par Jean Philippe, Président de l'APTES. Après un bref rappel historique, le dossier est principalement consacré aux trois grands tunnels transalpins en cours de construction ou en projet : le Lôtschberg, le Gothard et le MontAmbin. Bien entendu, une part importante est relative à la géologie et aux reconnaissances géologiques primordiales pour ces ouvrages

longs et profonds. Quelques autres franchissement sont

également abordés : les Alpes autrichiennes, les Pyrénées et les Andes.

L'Association Internationale des Travaux en Souterrain (ATTES)

et l'Association Mondiale de la Route (AIPCR) viennent de publier conjointement un numé-

ro spécial de la revue Routes/ Roads consacré à la sécurité incendie des tunnels. D présente les résultats obtenus par les deux associations avant les incendies dans les tunnels du Mont-Blanc et des Tauern, ainsi que les nombreuses initiatives lancées à la suite de ces catastrophes. Le premier article met en évidence l'importance des tunnels et de leur sécurité, et brosse les grandes lignes des actions en cours. Il est complété par une analyse comparative des grands incendies récents dans des tunnels routiers et des enseigne-

ments qui en ont été tirés. Les articles qui suivent décrivent les activités de l'AIPCR et de PATTES dans le domaine de la sécurité incendie et les recommandations qu'elles ont publiées, (articles disponibles sur le site de FAITES:

www.ita-aites.org).

ntreprises tébut février, la Holding groupe Walter Bau a déposé son bilan, après l'échec des efforts intenses entrepris par l'entreprise et ses créanciers pour trouver des liquidités. Ce déclin a été précipité après l'échec de la fusion envisagée avec Zûblin. Les filiales opérationnelles du 3e™ groupe de BTP allemand, qui réalise un chiffre d'affaires de 3 milliards d'euros et emploie 9400 personnes, ne sont pas concernées par le dépôt de bilan pour l'instant. Fin février, une solution semble avoir été trouvée pour une partie des activités. En effet, le groupe de construction autrichien Strabag va reprendre 100% d'une société nouvellement créée, Dywidag Holding,

représentant un chiffre d'affaires de 1,2 milliard d'euros et 4100 personnes. La filiale industrielle Dywidag Systems International (DSI) devrait être cédée séparément et Strabag envisage également de racheter les 48% que Walter Bau possédait dans Zûblin. n Italie, le numéro 1 du BTP, Impregilo, traverse une période de fortes turbulences et sa situation financière est tendue. Un consortium regroupant le sidérurgiste Techint, le fonds Investindustrial et les sociétés d'autoroutes Argo Finanziar et Autostrade, serait prêt à recapitaliser partiellement le groupe.

E

'Agence de Financement /des Infrastructures de Transport de France (AFITF) a été installée et a tenu sa première séance le 1er février. Ses membres ont été désignés début janvier. Elle sera présidée par Gérard Longuet, sénateur de la Meuse. Cinq autres personnalités y siégeront : Patrick Ollier, Jean Arthuis, Philippe Duron, Jacques Oudin et Frédéric Rouille. En

L

outre, les 6 représentants de l'État au Conseil d'Administration sont : le Délégué à l'Aménagement du Territoire et à l'Action Régionale (DATAR), le Directeur des Routes, le Directeur des Transports Terrestres, le Directeur Général du Trésor et de la Politique Économique, le Directeur du Budget et le Directeur des Études Écono-

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miques et de l'Évaluation Environnementale. L'agence, en apportant la part de financement de l'État, servira de catalyseur pour les grands projets d'équipement inscrits sur les cartes d'infrastructures de transport à l'horizon 2025 qui ont été arrêtées lors du comité interministériel d'aménagement et de développement du territoire du 18 décembre 2003. Les ressources de l'agence proviendront pour l'essentiel: • des dividendes perçus par l'État et par l'établissement public Autoroutes de France au titre de leur participation au capital des sociétés concessionnaires d'autoroutes dont les structures financières sont renforcées; • de la redevance domaniale autoroutière.

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Monsieur Lacroix, vous êtes Directeur de la Recherche du Cetu et participez à l'élaboration des textes réglementaires sur la sécurité des tunnels routiers. Vous avez contribué à la circulaire du 25 août 2000 et participez aujourd'hui à la préparation de nouveaux textes.

les ef ? quatre enfonts. Ancien élève de l'Ecole Polytechnique et de l'Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, // exerce les fonctions de directeur de la recherche du Centre d'Etudes des Tunnek (Cetuj, Un service technique

spécialisé de la Direction des Routes du ministère dé l'Equipement A ce titre, il a participé à l'enquête administrative et technique sur l'incendie du 24 mors 1999 dans le tunnel du Mont

Blanc, ainsi qu'à la mise au

point des nouveaux textes ponçais et européens sue la sécurité des tunnels routiers.

Au niveau international, Didier Lacroix est le

président du Comité technique de l'exploitation des tunnels routiers de

PAtPCR (Association

mondiale de la, route) et est' lé représentant français dans le nouveau Comité de la sécurité dés tunnels routiers institué par la Commission '

ré

tes en

Vous êtes aussi président du Comité technique de l'exploitation des tunnels routiers de l'AIPCR (Association mondiale de la route). A ce titre, vous avez participé à des groupes de travail internationaux sur la sécurité des tunnels qui ont notamment débouché sur la directive européenne du 29 avril 2004 concernant les exigences de sécurité minimales applicables aux tunnels du réseau routier transeuropéen.

de ces ef au

Didier Lacroix

Lorsque l'incendie catastrophique du tunnel du Mont Blanc est survenu en mars 1999, la réglementation était en cours de révision. Elle datait de 1981 et ne visait que les tunnels nouveaux. Le drame du Mont Blanc a mis en évidence qu'il fallait traiter aussi des tunnels existants. Dans les trois mois qui ont suivi l'incendie, un comité d'évaluation constitué d'experts de l'administration et du privé a examiné sur dossier la quarantaine de tunnels de plus de 1000 m en service ou en construction et émis des recommandations pour l'amélioration de leur sécurité. Il convenait ensuite de s'intéresser aux tunnels plus courts. Dans un premier temps, la circulaire du 25 août 2000 a organisé l'examen des tunnels en service de plus de 300 m du réseau national, c'est à dire situés sur les routes nationales et les autoroutes, qu'elles soient concédées ou non. Elle a en outre édicté, sous la forme d'une instruction technique, des règles de conception et d'exploitation qui s'appliquent aux tunnels nouveaux, et servent de référence pour les tunnels existants. Cette circulaire concerne une centaine de tunnels en service.

Pour pouvoir toucher les 90 tunnels des collectivités territoriales de plus de 300 m, un décret pris en application d'une loi est nécessaire depuis européenne, H préside le réseau thématique européen, les lois de décentralisation de 1984. La loi du sur les incendies- dans fer 3 janvier 2002 relative, entre autres, à la sécurité tunnels jflT) et participe &u des infrastructures et systèmes de transport comité de direction du projet (dite loi SIST) fournit aujourd'hui le cadre légisde recherche européen , latif qui manquait. Un projet de décret d'application de cette loi aux tunnels routiers est actuellement dans les circuits administratifs. Il permettra d'appliquer les mêmes procédures à tous les tunnels, quel que soit leur maître d'ouvrage.

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Didier Lacroix

L'incendie dans le tunnel du Mont Blanc (39 morts) a été suivi quelques semaines plus tard par un autre incendie dramatique, dans le tunnel des Tauern en Autriche (12 morts). Plusieurs pays ont alors entrepris de réviser leur réglementation. Afin d'assurer une indispensable harmonisation, un groupe d'experts a été créé par la Commission Economique pour l'Europe de l'ONU, qui a son siège à Genève et couvre 55 pays. Des recommandations ont été émises fin 2001, peu après un nouvel incendie catastrophique survenu dans le tunnel du Gothard en Suisse ( 11 morts). C'est alors que la Commission européenne s'est saisie de la question suite à une demande des chefs d'Etat de l'Union. Un projet de directive a été préparé et soumis au Parlement européen et au Conseil début 2003. Les discussions ont duré plus d'un an et ont abouti à la publication de la directive le 29 avril 2004. Ce texte vise les tunnels de plus de 500 m du réseau transeuropéen, soit environ 400 ouvrages en service dans l'ensemble de l'Union, dont une trentaine en France. Il doit être transposé en droit national avant fin avril 2006. Les procédures prévues par la directive s'inspirent fortement de la circulaire française de 2000, de telle sorte que les modifications seront assez limitées en France. Notons toutefois l'obligation, pour les tunnels de plus de 500 m sur le réseau transeuropéen, d'instituer un agent de sécurité qui sera chargé de coordonner les mesures et d'apporter un regard extérieur. Sur le plan technique, la directive européenne est en général

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IX moins exigeante que l'instruction technique française. Quelques points font exception, comme I interdistance entre les niches de sécurité qui devra être ramenée de 200 à 150 m dans les tunnels nouveaux.

Vous venez de nous présenter les nouveaux textes parus ou en préparation en France et au niveau européen

les

en

de

ganisation et l'action des services d'exploitation et sont adaptés en fonction des caractéristiques du tunnel, de son trafic, de son environnement.

Au plan européen et international, de nombreuses activités de recherche et des réseaux, liés pour la plupart à la sécurité en tunnel, ont été créés (DARTS, FIT, UPTUN, SafeTunnel, VirtualFires, Safe-T, SIRTAKI) Ils ont été lancés et financés par la Commission Européenne

?

en la

Didier Lacroix Les nouveaux textes comportent trois axes principaux : une meilleure définition des responsabilités, des procédures pour garantir la démarche de sécurité et des exigences techniques. Les deux premiers axes sont sans doute les plus nouveaux et visent à créer progressivement une véritable culture sécuritaire en mettant en place les principaux éléments d'un système de gestion de la sécurité. C'est ainsi qu'un dossier de sécurité doit être établi et tenu à jour. Il comporte une " étude spécifique des dangers " qui permet d'identifier les risques et d'examiner en détail le déroulement d'un certain nombre de scénarios d'accident représentatifs. Le dossier est soumis à un expert extérieur puis transmis au préfet aux principales étapes de la vie d'un tunnel . avant démarrage des travaux de construction ou de modification importante, avant mise en service et ensuite au minimum tous les six ans (une fois les textes définitifs parus). Les tunnels déjà en service font l'objet d'un diagnostic à l'occasion du premier examen par le préfet, et sont ensuite soumis au même régime. Avant de statuer, le préfet consulte une commission instituée au niveau national ou départemental. Le dispositif est complété par un recueil permanent des informations concernant les incidents et accidents qui surviennent dans le tunnel, ainsi que par des exercices au moins annuels. L'évaluation des incidents, accidents et exercices permet un retour d'expérience destiné à alimenter un cercle vertueux de progrès. Sur le plan technique, la prévention est l'objectif prioritaire, mais les textes réglementaires traitent surtout des mesures de protection une fois un accident ou un incendie survenu Celles-ci visent d'abord à permettre aux usagers d'assurer leur propre sauvegarde en gagnant des issues de secours dans les premières minutes suivant le déclenchement d'un incendie C'est en fait toute une chaîne de moyens qui est mise en place pour alerter l'exploitant et les services de secours, communiquer avec les usagers dans le tunnel, assurer leur sécurité le temps qu'ils évacuent, notamment grâce à une ventilation de désenfumage, et ensuite faciliter l'intervention des secours. Ces moyens touchent aussi bien les dispositions techniques des ouvrages que l'or-

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ef

Sf se Didier Lacroix Avant 1999, l'AIPCR constituait la seule référence internationale en matière d'équipement, d'exploitation et de sécurité des tunnels routiers. Pour certaines questions particulières, elle s'était associée avec d'autres organisations comme l'OCDE pour le transport des marchandises dangereuses et l'AITES pour la résistance au feu des structures de tunnel. A la suite des incendies de 1999, l'Union européenne a introduit les tunnels et leur sécurité dans les thèmes susceptibles d'être financés au titre du 5ème programme cadre de recherche et de développement (PCRD). C'est ainsi qu'ont vu le jour cinq projets de recherche dédiés à la conception intégrée des structures des tunnels (DARTS), à l'amélioration de la sécurité incendie des tunnels existants (UPTUN), à l'interaction infrastructure-véhicules (SafeTunnel), à la gestion des incidents (SIRTAKI), à la représentation des incendies en réalité virtuelle (VirtualFires), ainsi que deux réseaux thématiques consacrés aux incendies en tunnel (FIT) et à la problématique d'ensemble de la sécurité (Safe-T). Alors que la France s'est toujours fortement impliquée dans les travaux de l'AIPCR, sa présence est proportionnellement moins grande dans les projets et réseaux européens. Environ 10% des partenaires sont français, ce qui correspond à une dizaine d'organismes seulement : maîtres d'ouvrages, centres de recherche ou entreprises, presque tous membres de l'AFTES. Ils sont présents dans 6 projets sur 7, parfois à leur tête (le Cetu préside le réseau FIT). Plusieurs de ces activités sont terminées, et les dernières le seront en 2006. Un effort est nécessaire pour faire connaître leurs résultats en France Aujourd'hui les principaux partenaires de ces activités sont en train de réfléchir à un nouveau réseau, autofinancé, qui leur permettrait de poursuivre leur collaboration. Largement ouvert, ce réseau devrait permettre à tous les organismes français intéressés de s'associer aux travaux futurs. Je signale à vos lecteurs le numéro spécial d'octobre 2004 de la revue Routes/Roads de l'AIPCR, qui a été préparé conjointement avec l'AITES et est consacré à la

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• Didier Lacroix sécurité incendie dans les tunnels. Il est disponible sur le site internet de l'AITES et donne des informations sur la plupart des travaux internationaux et européens que j'ai cités.

ÏQS A la suite des incendies du Mont-Blanc, du Tauern et du Gothard, les industriels et les centres de recherche se sont appliqués à développer de nouveaux produits et systèmes en ce qui concerne la ventilation, la protection au feu des structures ... Différents groupes de travail de I'APTES sont notamment associés à ces travaux.

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à de

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méthodes plus performantes d'analyse des risques, ainsi que des outils pour les contrôles de sécurité, l'optimisation des exercices de secours, le recueil et l'évaluation des données d'incidents, etc.

Parmi les enseignements des incendies, figure le comportement des usagers des tunnels. Depuis, des simulations ont été faites et elles montrent que ceux-ci n'ont pas toujours conscience du danger auquel ils sont exposés. Mais le comportement des équipes d'exploitation et de secours doit également être pris en compte.

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Didier Lacroix

Didier Lacroix

Bien que des progrès très significatifs aient été réalisés, il reste des besoins importants en matière de recherche et de développement dont je citerai certains. Ainsi que je l'ai rappelé, la prévention est la première priorité. A ce titre, il convient de poursuivre les recherches visant à comprendre comment les incendies prennent naissance et se développent. L'objectif est de trouver les moyens de les éviter ou d'en limiter l'importance, notamment par des actions sur les véhicules, mais aussi de disposer de meilleures bases pour concevoir des mesures permettant de limiter leurs conséquences, une fois qu'ils se sont produits.

Les catastrophes de ces dernières années ont démontré qu'il ne faut pas considérer le tunnel isolément, mais comme un élément d'un système qui comprend aussi l'exploitation, l'intervention des secours, et bien sûr les usagers. C'est sans doute sur ces derniers que nous manquons le plus de connaissances et de moyens d'action aujourd'hui.

Les systèmes fixes de lutte contre l'incendie sont d'une grande actualité. L'AIPCR et la plupart des pays, dont la France, sont très réticents vis à vis de l'utilisation de sprinklers en tunnel du fait des risques qu'ils peuvent présenter s'ils sont déclenchés avant l'évacuation complète des personnes. Toutefois, les développements récents de systèmes de brouillard d'eau méritent un nouvel examen de la question. Il convient d'examiner leurs modalités d'utilisation et leur intérêt éventuels dans le cadre d'une stratégie cohérente incluant l'ensemble des autres moyens comme la ventilation et les systèmes de communication. La résistance au feu des structures et équipements des tunnels constitue un autre domaine de recherche. Si certaines structures ne posent pas de problème de stabilité en cas d'incendie (tunnels creusés dans un rocher sain par exemple), d'autres peuvent conduire à une véritable catastrophe en cas de rupture locale (tunnels immergés ou creusés dans un terrain très aquifère par exemple). Les méthodes permettant d'assurer une résistance à des températures très élevées, allant jusqu'à 1 300°C, nécessitent une poursuite des recherches afin de disposer de solutions peu onéreuses, faciles à mettre en œuvre et durables. Le GT 37 de l'AFTES se penche sur cette problématique. Je citerai aussi les outils nécessaires pour mettre en œuvre la " gestion de la sécurité " dont j'ai parlé tout à l'heure. Il est important de mettre au point des

Des enquêtes et expérimentations ont commencé ces dernières années sur le comportement des conducteurs en tunnel et doivent être approfondies. Il s'agit d'informer et de former les usagers, mais aussi, de façon réciproque, de mieux prendre en compte leurs réactions dans la conception et l'exploitation des ouvrages. Il faut notamment améliorer la communication en temps réel avec les usagers, par exemple pour leur faire comprendre qu'ils doivent quitter leur véhicule et les amener à utiliser les issues de secours, comportements qui ne sont pas naturels lorsqu'on est au volant. Le comportement des exploitants et des secours nécessite aussi des travaux qui pourraient se rapprocher de ceux menés dans d'autres secteurs d'activité. Ils devraient conduire à mieux définir les tâches et à améliorer les postes de travail. Des actions de formation des opérateurs travaillant dans les postes de contrôle-commande ont commencé et devraient à terme toucher tous les personnels concernés au niveau national. La mise au point de méthodes plus actives, notamment sur simulateur, serait un développement très utile. En conclusion, c'est certainement dans une approche systémique intégrant l'infrastructure et l'ensemble des intervenants (usagers, exploitants, services de secours) que réside la voie d'un progrès durable en matière de sécurité des tunnels routiers. Un dialogue permanent doit être entretenu non seulement lors de la conception, mais aussi à tous les stades de la vie de l'ouvrage en prenant en compte l'expérience acquise grâce à l'exploitation quotidienne, aux exercices et à l'analyse des incidents et accidents. Les procédures réglementaires en cours de mise en œuvre visent à encourager et encadrer une telle démarche.

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Recommandations de V AFTES relatives aux !M

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Méthodes d'auscultation des ouvrages souterrains Texte présenté par

Jean PiRAUD (ANTEAJ, Animateur du groupe de travail " Auscultation " (GT N° 19) avec /a collaboration de :

François BERTRAND (Chantiers Modernes), Lucien BERTRAND (ANTEA), Jean-Louis BORDES (Coyne & Bel lier), Franck BOUCHÉ (Chantiers Modernes), Jean-Pierre CHIARELLI (VINCI-Construction), Christian CHOQUET (ŒTu), Stéphane DUFLOS (SPIE), Bernard GAUDIN (Scetauroute), Hubert GILLAN (SNCF), Yves GUERPILLON (Scetauroute), Jean-Ghislain LA FONTA (Sol Data). Une relecture critique du texte a été assurée par : Jacques CHEZE (CRECEP), Pascal DUBOIS (MISOA), Jean-Louis GlAFFERl (EDF) et Jean LAUNAY (VINCI-Construction).

Ceffe recommandation a été approuvée par le Comité technique de l'AFTES le 19 janvier 2005 L'A.F.T.E.S. recueillera avec intérêt toute suggestion relative à ce texte.

PRÉAMBULE - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - .

1. LES PARAMÈTRES À MESURER - - - - - - - - - - - - - - -

1.1. Objectifs des constructeurs et paramètres 13 à mesurer - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1.2. Paramètres et types d'ouvrages - - - - - - - - - - - - 2. RECOMMANDATIONS GÉNÉRALES - - - - - - - - - - - - -

2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6.

Plan d'auscultation - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Contrôle-qualité et maintenance du système - - Périodicité des mesures - - - - - - - - - - - - - - - - - - Automatisation des mesures - - - - - - - - - - - - - - Traitement et interprétation des mesures - - - - - Avertissements, alertes et alarmes - - - - - - - - - - -

3. COUT DE L'AUSCULTATION - - - - - - - - - - - - - - - - - -

3.1. Composantes du coût de l'auscultation - - - - - - 3.2. Estimation globale du coût de l'auscultation 3.3. Remarque sur les fabricants de matériel - - - - - - 4. PRÉSENTATION DES MÉTHODES DE MESURE - - - - -

4.1. Principes physiques de la mesure - - - - - - - - - - 4.2. Présentation des fiches techniques par méthode 4.3. Comparaison des méthodes d'auscultation - - - - - - -

11 13 13 13 14 14 15 16 16 16 17 17 17 17 18 18 18 18 18

5. BIBLIOGRAPHIE - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5.

Bibliographie générale - - - - - - - - - - - Mesure des paramètres géométriques Mesure des paramètres mécaniques Mesure des paramètres hydrauliques Automatisation des mesures et divers

21 21

21 22 22

22

ANNEXES: FICHES TECHNIQUES PAR METHODES - - - - -

23

ANNEXE A - TECHNIQUES COMMUNES DE BASE - - - - - -

24

ANNEXE B - MESURE DES DEPLACEMENTS EN SURFACE

27

ANNEXE C - MESURE DES DEPLACEMENTS EN FORAGE

32

ANNEXE D - MESURE DES DEPLACEMENTS A LA PAROI

37

ANNEXE E - MESURE DES PARAMETRES MECANIQUES -

40

ANNEXE F - MESURE DES PARAMETRES HYDRAULIQUES

45

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L

e présent document fait suite à une première recommandation de l'AFTES sur " l'organisation, de l'auscultation des tunnels ", rédigée en 1998 par le même groupe de travail et publié dans le n° 149 de la revue Tunnels et Ouvrages Souterrains. Comme son titre l'indique, ce premier texte portait principalement sur la manière d'organiser l'auscultation, sur sa programmation et sur son cadre contractuel. Il y était annexé un aide-mémoire pour la rédaction du PAQ-Auscultation, ainsi qu'un glossaire de métrologie franco-anglais. Les recommandations de 1998 insistaient particulièrement sur la nécessité d'une bonne concordance entre l'avancement du projet de génie civil et celui du " sous-projet Auscultation " (cf. tableau 1), lequel comprend idéalement 6 phases :

Projet de génie civil

Avant-projet Projet DCE Construction de l'ouvrage

Exploitation de l'ouvrage

Sous-projet "Auscultation" Phase A: -Conception générale de l'auscultation, compte tenu des difficultés particulières du projet et des intentions du maître d'ouvrage Phase B : - Organisation pratique de l'auscultation (types et nombre d'appareils, budget, personnel, procédures . ) - Cahier des charges de l'auscultation (établi par le maître d'œuvre ) Phase C : - Rédaction du "PAQ Auscultation" (par le prestataire de mesures) - Installation du système de mesure Phase D : - Mesures pendant les travaux ("auscultation opérationnelle") Phase E : - Interprétation des mesures et actions sur le génie civil Phase F : - Reconfiguration du système de mesure pour l'exploitation - Bilan des 2-3 premières années, puis suivi à long terme

Tableau 1 - Correspondance entre les phases du génie civil et celles de l'auscultation

La place de l'auscultation en tant que partie intégrante du processus de construction ne peut que se renforcer à l'avenir, car elle est en accord avec trois grandes tendances que l'on constate aujourd'hui dans les travaux souterrains : • exigence d'une sécurité maximum pour le personnel du chantier, • exigences croissantes des riverains en matière de limitation des désordres, ce d'autant plus que des techniques existent aujourd'hui pour les prévenir, • développements métrologiques et informatiques permettant une auscultation en temps réel, voire une prévision de l'évolution des paramètres mesurés en fonction des dispositions constructives envisagées (exemple : injections de compensation).

Les présentes recommandations portent sur les méthodes et techniques d'auscultation proprement dites ; elles comprennent deux grandes parties :

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A gauche : Cellule hydraulique de pression totale avec capteur électrique pour mesure de contrainte au contact béton-rocher

A droite : Double extensomètre à corde vibrante pour mesure des efforts dans un cintre

1) un texte de présentation générale des méthodes utilisées, avec des commentaires sur les paramètres à mesurer, le choix des composants, la fréquence et l'automatisation des mesures, et l'ordre de grandeur des dépenses à prévoir ; 2) en annexe, une quarantaine de fiches techniques par méthode, qui décrivent chacune les caractéristiques, avantages et inconvénients des principales méthodes utilisées, en insistant en particulier sur leurs limites et difficultés d'application ; on n'a pas cherché à être exhaustif, ni à présenter les toutes dernières innovations. La présente recommandation n'a donc pas l'ambition de constituer un " guide " pour la conception d'un système

d'auscultation adapté à chaque type d'ouvrage ou de terrain ; elle se veut plutôt une récapitulation critique, dans un même document, de l'essentiel de la " panoplie " disponible en matière d'auscultation.

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La lere partie du document vise principalement l'auscultation des travaux neufs. D'une certaine manière, elle constitue le pendant, pour ce qui est des travaux neufs, du chapitre " Auscultation " des Recommandations de l'AFTES sur les Méthodes de diagnostic des tunnels revêtus (cf. revue TOS, n° 131, 1995). Mais la plupart des méthodes décrites dans les fiches en annexe peuvent être utilisées aussi bien pour l'auscultation de tunnels neufs que pour celle des ouvrages en service (cf. tableau 2).

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Méthodes d'auscultation des ouvrages souterrains

1 - LES

A

its La liste des paramètres à mesurer pendant la construction d'un ouvrage souterrain doit refléter les préoccupations principales du maître d'ouvrage et de l'entreprise, à savoir : • assurer la stabilité de l'ouvrage à court terme (en particulier la sécurité du chantier), • adapter et optimiser les méthodes d'exécution, • vérifier l'impact des travaux sur l'environnement, notamment sur le bâti existant, • garantir la pérennité de l'ouvrage à long terme. A ces préoccupations peuvent être associés quatre objectifs majeurs de l'auscultation : • alerte en cas de mise en cause de la sécurité, • suivi du bon comportement des ouvrages et compréhension des mécanismes en jeu, • prévision de l'évolution du paramètre mesuré, mais aussi d'autres paramètres qui ne le sont pas ou pas encore (grâce à l'ajustement possible des modèles de calcul), • prévisions quant au comportement et à la gestion de l'ouvrage définitif.

Plus précisément, la règle d'or énoncée par J. Dunicliff (1993) est que tout appareil de mesure installé sur un chantier, donc tout paramètre mesuré, doit répondre à une question précise, comme par exemple : • la vitesse de convergence commence-t-elle à diminuer ? • le tassement de tel bâtiment dépasse-t-il le seuil contractuel ? • la contrainte tangentielle dans le soutènement tend-elle vers une valeur admissible ? • à telle distance du front, les déformations du massif et du soutènement sont-elles stabilisées ? Il convient donc de ne pas traiter le problème à l'envers (en choisissant d'abord une panoplie rassurante d'appareils de mesure, comme on le voit trop souvent), mais plutôt de : (a) lister les objectifs de mesure, en les hiérarchisant vis-à-vis de la conduite des travaux,

tunnel sous la mer), tandis que les tassements en surface sont essentiels pour un ouvrage urbain. Cependant, quel que soit l'ouvrage, l'objectif premier de l'auscultation est de maîtriser les risques d'instabilité ou de tassements à court terme, d'où il résulte presque toujours les priorités suivantes : • lère priorité : évolution des déplacements en souterrain et en surface,

« 2ème priorité : contrôle de l'état de contrainte (à partir des déformations), • 3ème priorité : suivi des conditions hydrauliques. A titre d'exemple, nous avons examiné quatre configurations types de tunnels très fréquentes dans la pratique, pour lesquelles nous avons listé les paramètres qu'il est en général le plus important de mesurer (tableau 2) ; on notera que l'appréciation portée sur l'intérêt de ces paramètres ne préjuge en rien de leur plus ou moins grande facilité d'acquisition, qui sera examinée par ailleurs. Ce tableau est donné à titre indicatif, afin de souligner les paramètres importants, à ne jamais oublier ; ceci dit, certains paramètres réputés secondaires, voire non mentionnés dans le tableau, peuvent se révéler décisifs dans certains cas. En tête du tableau, c'est à dessein que nous avons mentionné l'observation visuelle du front et de la paroi excavée, avant les divers paramètres à mesurer. Cette tâche est en effet irremplaçable, car elle seule permet de saisir certains indices inaccessibles aux instruments ; c'est souvent la répétition des levés successifs, de préférence par une même personne, qui permet de déceler une évolution dangereuse ou imprévue. Du point de vue de la sécurité, c'est l'inspection visuelle associée à l'auscultation qui constitue la vraie prévention.

Dans le cas d'une galerie de reconnaissance, la mesure des paramètres de déformabilité prend une importance particulière car l'un des objectifs d'une telle galerie est de caler la loi de comportement du massif, qui servira de base aux calculs de dimensionnement.

(b) en déduire les grandeurs physiques à mesurer et les lieux où elles doivent l'être, (c) choisir des appareils, un rythme de mesure et un système d'acquisition appropriés,

(d) vérifier que l'ensemble n'entraînera pas de contraintes techniques ni de dépenses prohibitives eu égard au coût de l'ouvrage (cf. § 3).

L'importance relative des divers paramètres à mesurer varie selon le type d'ouvrage, la méthode d'exécution et la nature du terrain : ainsi, l'état de contrainte dans le terrain est sans grand intérêt pour un tunnel sous-fluvial (mais peut l'être pour un

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Tonnelier Méthode conventionnelle à confinement, dans des marnes terrain meuble et aquifère H = 20m

0. OBSERVATIONS VISUELLES (front et parois)

•

Tonnelier "roches dures"

Tunnel en service, en terrain fluant,

H=100m •

•

1. PARAMÈTRES GÉOMÉTRIQUES • •

. Abscisse du front . Tassement en surface

.. O ^

. Rotation en surface

• . . •_ _P...

O

. Déplacement en forage (extenso, inclino)

•

. Convergence de la paroi

" O

. Evolution des fissures du soutènement . Déformation du revêtement définitif

X

•

X

X

X

•

•

•

•

O

•

2. PARAMÈTRES MÉCANIQUES

•

. Force (pied de cintre, tirant, boulon...)

•

O

. Contrainte dans le sout./revet.

X

X

•

O 0

•

O

O

. Contrainte dans le terrain

3. PARAMÈTRES HYDRAULIQUES

O

. Débit d'exhaure . Pluviométrie de surface

X

. Piézométrie du terrain

•

•

. Température des venues d'eau

O

X

•

•

O

X

X

4. PARAMÈTRES DIVERS . Température de l'air du tunnel

O

• •

. Pression de l'air du tunnel

X

X

X

O

O

•

•

•

. Température du terrain

. Hygrométrie du tunnel

X

. Le temps (date, heure)

• •

. Vibrations dues aux tirs Légende :

x = paramètre en général secondaire 9 = paramètre indispensable, à mesurer dans tous les cas.

X

O = paramètre souvent important H = hauteur de recouvrement au-dessus de l'ouvrage

Tableau 2 - Principaux paramètres à mesurer pour quatre configurations types de tunnels : • Tunnel dans des marnes, creusement conventionnel (H—X20 m), • Tunnelier a confinement, en terrain meuble et aquifère (site urbain), • Tunnelier au rocher sous forte couverture (<5c I jH < 4), • Tunnel en service, dans un terrain à comportement différé (H~ 100 m).

-

1.1.1. Choix des points de mesure La répartition des points de mesure doit être guidée par trois objectifs : • avoir des points représentatifs de chacun des principaux sousensembles géotechniques de l'ouvrage (cf. Recommandations sur la Caractérisatîon des massifs rocheux, Revue TOS, n° 177, juin 2003), afin de pouvoir en extrapoler les résultats ; • équiper les points singuliers susceptibles d'avoir un comportement particulier et éventuellement dangereux ;

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• ausculter rapidement et de façon détaillée les parties d'ouvrage à réaliser en début du chantier, afin de vérifier dès que possible les hypothèses des études et de donner le temps à l'entreprise d'optimiser ses méthodes. Dans les tunnels, il est recommandé d'installer régulièrement des sections de mesure courantes (" profils de convergence "), par exemple tous les 20 à 30 m selon l'hétérogénéité des terrains. Cette approche systématique, qui permet d'avoir un profil longitudinal de déformation relié aux terrains rencontrés, est importante pour la sécurité d'ensemble du tunnel ; elle n'exclut pas des sections de mesures complémentaires en cas de difficultés ou de variation rapide des faciès.

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Méthodes d'auscultation <

De plus, il ne faut pas hésiter à créer une certaine redondance entre méthodes de mesure, en particulier pour les mesures délicates, afin d'améliorer la fiabilité de la moyenne des mesures et de pallier d'éventuelles défaillances des appareils. Il est également prudent de prévoir et de budgéter un ensemble de points de mesure supérieur à ce qui est strictement nécessaire, afin de faire face à la destruction inopinée de certains d'appareils, ou à une réalité plus complexe que prévu. Quoi qu'il en soit, l'avis d'un spécialiste devrait toujours être requis avant de valider un programme d'auscultation.

2.1.1 - Choix des capteurs Le choix d'un capteur doit tenir compte de la grandeur physique à mesurer, de la précision recherchée, de l'environnement dans lequel il sera placé et du budget disponible. Quelques recommandations générales peuvent être formulées à ce sujet : • Privilégier la mesure directe de la grandeur recherchée plutôt que les mesures indirectes, qui nécessitent la connaissance d'autres paramètres pour être interprétées et diminuent de ce fait la fiabilité du résultat ; • Pour les paramètres géométriques, choisir si possible des capteurs " à base longue ", afin de lisser la dispersion locale qui est d'autant plus grande que la base de mesure est petite ; • Veiller attentivement aux capacités de résistance des matériels à l'environnement : humidité, chaleur, gel, vibrations, chocs, etc. (cf. Recommandation de 1998.TOS n° 149, p. 413) ; • Pour chaque appareil (capteur et unité d'acquisition), rechercher un compromis entre résolution et étendue de mesure, qualités qui varient toujours en sens contraire. Un bon capteur devrait avoir une résolution meilleure que 5.1 (H fois son étendue de mesure ; • Choisir des capteurs dont la dérive soit très faible au cours de la durée d'utilisation prévue, ou dont la dérive puisse être corrigée (mesures en opposition par retournement, capteurs étalonnages...) ; • Préférer des appareillages et câblages aussi visibles que possible et étudier avec soin des dispositifs de protection, les risques de destruction involontaire étant très grands dans un espace confiné ; • Veiller à l'homogénéité et la compatibilité des différents matériels d'une chaîne de mesure. Enfin, le choix des appareils ne sera pas le même selon qu'il s'agisse de capteurs mis en place à l'avance, et que l'on pourra tester à loisir, et de capteurs à installer près du front, ce qui est le cas le plus fréquent ; la mise en place de ces derniers se fera sous la " pression " du chantier, avec une exigence de fonctionnement immédiat.

2.1.2. Choix du prestataire de mesures L'évolution des techniques, en particulier l'automatisation croissante des mesures et du traitement des données, font que l'auscultation devient de plus en plus un métier de spécialistes. L'intérêt du chantier est que cette tâche soit confiée à de tels spécialistes - qu'ils soient internes ou externes aux principaux intervenants - afin que la partie " matériel et logiciel " pose le moins de problèmes possible (cf. TOS n° 149, p. 410).

Les ingénieurs en charge du génie civil pourront ainsi concentrer toute leur attention : • à l'amont, sur les objectifs et la conception du système de mesure, • à l'aval, sur l'interprétation des résultats et l'adaptation corrélative du projet. Pour ces tâches d'auscultation, dont le coût est toujours faible eu égard à celui du génie civil, le choix d'équipes expérimentées s'impose fortement : les erreurs, maladresses et mesures manquées sont irrattrapables une fois que l'excavation a progressé, et leurs conséquences sur le coût des travaux sont sans commune mesure avec l'économie espérée.

Les procédures de contrôle de l'auscultation doivent bien sûr respecter les principes de l'Assurance-qualité (cf. TOS n° 149, p. 405). Elles interviennent dès la réception du matériel envoyé par le fabricant, puis au moment de son installation, ensuite en régime courant lors des relevés, enfin pour la maintenance. Il est fortement recommandé de s'astreindre à respecter ces procédures, qui au-delà du " papier " qu'elles engendrent doivent être mises en œuvre par du personnel compétent ; leur coût est minime en regard de celui d'un appareil qui tombe en panne, ou qui donne des indications douteuses nécessitant de nouveaux contrôles à faire d'urgence. Les principaux documents à établir sont les suivants : • fiches signalétiques des capteurs et appareils de mesure, • instructions d'installation de chaque élément du système, • instructions d'utilisation et de maintenance, • procédures d'étalonnage et de vérification de l'état du matériel, • modèles de fiches de suivi (" fiches de vie "), de contrôle et d'anomalie. La maintenance des appareils doit faire l'objet d'un programme et d'un calendrier, et être bien entendu budgétée, au même titre que pour tout autre matériel. Quelques recommandations en la matière : • chaque fois que possible, reporter en surface (plutôt qu'en profondeur) la mesure proprement dite, c'est-à-dire le capteur et l'électronique, • privilégier les systèmes facilement accessibles, permettant de démonter, réparer ou changer les éléments les plus fragiles sans perte d'information, • utiliser des capteurs, câbles et logiciels standardisés, • au niveau des logiciels de traitement, prévoir une évolution possible du système de mesure (nombre et type de capteurs, remplacement éventuel). On sait que pour une chaîne de mesure automatisée, la notion de fiabilité s applique à chaque maillon de la chaîne : capteurs • câbles - centrale d'acquisition - local de traitement. A titre indicatif, pour un système d'auscultation courant comprenant une centaine d'appareils (convergences, déformations, contraintes...), on exige généralement que le taux de défaillance définitive reste inférieur à 5 %. Il faut là aussi hiérarchiser les types de mesures et faire en sorte que la fiabilité des mesures de haute priorité soit maximale.

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Méthodes d'auscultation des ouvrages souterrains

Elle doit être adaptée aux trois phases qui marquent la vie d'un système de mesure : • phase d'installation des appareils, • phase des mesures initiales (y compris la " mesure zéro "), • phase des mesures courantes. Pendant l'installation des appareils, il importe de bien relever le sens d'évolution des capteurs, de vérifier la numérotation des points et voies de mesure, et de déceler les dysfonctionnements. Cette période de tests est d'autant plus importante que le système de mesure est complexe ; elle mérite d'être planifiée si l'on veut être sûr d'être prêt le jour où il faudra mesurer les évolutions dues à l'ouvrage. Dans la phase des mesures initiales, il est extrêmement utile de multiplier les mesures, à la fois pour mieux asseoir la valeur de la " mesure-origine ", pour améliorer progressivement la précision des mesures, pour valider dès que possible les hypothèses des études, enfin et surtout pour s'assurer de la stabilisation des mouvements. En phase courante, la fréquence des mesures doit être adaptée à l'évolution présumée de la grandeur mesurée, et être périodiquement adaptée aux résultats observés ; elle sera bien sûr différente s'il s'agit de donner une alerte ou de suivre l'évolution d'un ouvrage dans le temps. La prudence incite à considérer que les phénomènes importants voire dangereux seront peut-être beaucoup plus rapides que prévu... Quoi qu'il en soit, le bordereau des prix doit mentionner de façon explicite cette périodicité et prévoir l'incidence de ses variations en plus ou en moins. Pour l'auscultation de tunnels en service, il importe de programmer à la fois : • le rythme initial des mesures, en fonction notamment du cycle des saisons qui influe toujours sur les résultats (une mesure tous les 2 ou 3 mois paraît un minimum en début de programme pour déceler les variations saisonnières) ; • des bilans périodiques entre maître d'ouvrage et opérateur de mesure (tous les 2 à 3 ans, au moins), afin d'examiner les résultats et d'adapter la nature et la périodicité des mesures ultérieures.

' suivi précis des effets de la température, et possibilité de les corriger automatiquement, ' rapidité d'obtention des résultats, permettant une adaptation du projet en temps réel, ce qui peut conduire à des économies sur le génie civil sans commune mesure avec l'investissement consenti dans l'auscultation.

La phase de traitement des données comprend les tâches suivantes : • transformation de la grandeur mesurée (ex. tension électrique) en une grandeur physique pertinente (ex. allongement), • validation des données, après suppression des valeurs aberrantes, • calcul des évolutions par rapport à la mesure origine, • prise en compte des grandeurs d'influence perturbant les mesures (surtout la température), et correction des mesures brutes si une bonne corrélation est mise en évidence, • confrontation des mesures entre elles (d'un même type dans différentes sections, ou de plusieurs types dans une même section), • représentation des résultats sous formes de graphiques clairs, qui seuls permettront de pointer les évolutions importantes. On rappellera que la transmission ou le stockage de fichiers informatiques restent des opérations vaines si chaque fichier n'est pas accompagné de l'identification claire et complète de toutes les données qu'il contient (lieu, date, heure, unité, qualité, formule de conversion, etc.). L'interprétation de l'auscultation en termes de comportement de l'ouvrage est d'une importance primordiale en phase travaux. C'est une opération distincte du traitement des mesures, qu'elle doit suivre dans les plus brefs délais ; le résultat de cette interprétation doit être transmis immédiatement au responsable des travaux, sous forme d'un document clair, concis et directement lisible par un ingénieur non spécialisé en métrologie. L'interprétation consiste essentiellement à confronter les résultats de mesures à d'autres informations, telles que :

Si les mesures sont automatisées, un rythme d'acquisition assez soutenu est conseillé (de l'ordre d'une mesure par heure) ; on peut ainsi mettre en évidence des phénomènes qui resteraient autrement insoupçonnés. Le problème se déplace alors vers la capacité d'enregistrement du système, et surtout vers la capacité des opérateurs à traiter, visualiser et interpréter en temps utile une masse considérable de données ; il faut donc se donner les moyens de traiter et stocker commodément cette information au fur et à mesure, faute de quoi le système d'auscultation deviendrait inexploitable. Certes, l'automatisation comporte un surcoût initial par rapport aux mesures manuelles ; mais elle entraîne un saut qualitatif qui la rend difficilement comparable à celles-ci : • faculté d'augmenter à volonté et sans surcoût la fréquence des mesures (possibilité d'effets de loupe), • possibilité de mettre en évidence un bruit de fond, et éventuellement de le corriger,

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - NI" 1 87

• avancement du front, du stross et autres données relatives au déroulement des travaux, • variations géologiques rencontrées, • évolutions pluviométriques et piézométriques, • variations de température, lorsque aucune correction systématique n'a pu être faite (tout ouvrage, par sa dilatation, est d'abord une sorte de thermomètre), • déformations prévues dans les calculs de dimensionnement de l'ouvrage. Dans certains cas, l'interprétation de l'auscultation nécessitera d'acquérir des données complémentaires sur les caractéristiques du terrain (déformabilité du terrain, par exemple, pour bien comprendre les convergences mesurées). Même si le système de mesure, voire de traitement des données, peut être entièrement automatisé, l'interprétation ne le sera jamais ; au contraire, la masse de données recueillies demandera toujours l'intervention d'un spécialiste, au moins dans la

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phase initiale. Celui-ci dégagera les grandes lignes du comportement de l'ouvrage après prise en compte des effets parasites ; l'interprétation peut ensuite être poursuivie par l'exploitant, jusqu'à l'occurrence d'un nouveau phénomène inattendu.

En matière d'alarmes, la plus grande prudence s'impose eu égard aux incertitudes qui caractérisent toujours le sous-sol contrairement au cas des processus industriels. La définition précise de seuils demande un très long apprentissage dans le

3 -

même terrain ; aussi est-il préférable de considérer une série de seuils correspondant à des degrés croissants de vigilance, tels que seuils d'attention, d'avertissement et d'alarme. Dans tout ce processus de traitement et d'interprétation, et a fortiori en cas d'alarme, il est absolument essentiel que soient bien définis à l'avance : • le cheminement de l'information, • les responsabilités des différents acteurs, • les délais de transmission ou de décision attendus de chacun, • enfin et surtout, une panoplie de dispositions constructives propres à faire face aux diverses évolutions possibles de l'ouvrage.

DE

Insistons d'abord sur le fait que le coût de l'auscultation ne se limite pas au coût des fournitures, ni des matériels et logiciels associes.

Il y a d'abord un coût pour la conception de l'auscultation, la rédaction des spécifications et la consultation des fournisseurs. Vient ensuite le prix d'achat des appareils, qui, sous prétexte qu'il est bien connu, ne doit pas occulter le coût de leur mise en place, en général bien supérieur quoique plus difficile à évaluer. De plus, cette mise en place nécessite de la part de l'entreprise une assistance et des aménagements (forages, niches...) qui perturbent l'avancement du chantier et ont aussi un coût, qui sera supporté in fine par le maître d'ouvrage.

Enfin, une fois installé, un appareil engendre obligatoirement une activité de mesure, traitement des données et maintenance dont le coût réel peut dépasser largement celui de l'appareil en place, bien que cette activité soit difficile à isoler des autres tâches du chantier. C'est pourquoi la recherche d'économies sur les seules fournitures est souvent illusoire et peut se révéler contre-productive : c'est la qualité qui doit primer, du fait des surcoûts ou, pire encore, des pertes d'information qu'entraîné toujours la non-qualité. Parmi les facteurs qui influent le plus sur le coût de l'auscultation, on peut citer : • la précision requise des mesures, qui augmente bien sûr leur coût ; on veillera en particulier à ne pas formuler d'exigences excessives dans le cahier des charges : celles-ci pourraient imposer l'acquisition d'appareils non courants ou de prototypes, avec toutes les sujétions qui en résultent en matière d'étalonnage et de résistance à l'environnement ; • la résistance requise aux agressions, en particulier le degré de protection recherché contre la foudre (les composants électroniques y sont très sensibles). Plus généralement, la durée de vie escomptée des appareils devra être soigneusement étudiée pour le choix de l'instrumentation d'un ouvrage en service : rares sont les capteurs ou centrales d'acquisition dont le fonctionnement peut être garanti audelà de 5 ans...

' la proximité de la surface, qui nécessite un suivi précis des tassements éventuels, surtout en ville et en particulier au voisinage des têtes : celles-ci sont en général les parties d'ouvrage les plus délicates et par suite les plus instrumentées ; 1 l'automatisation des mesures, dont le surcoût initial est d'autant mieux amorti que le nombre de capteurs et la fréquence de mesures sont élevés.

a) Cas des ouvrages hydroélectriques

Dans ce secteur, un chiffre souvent avancé pour l'auscultation est de 1 à 3 % du coût du génie civil, mais avec des disparités considérables selon le type et la complexité de l'ouvrage (tunnel, centrale souterraine...) ; ce ratio, qui ne comprend pas l'exploitation du système, est du même ordre que pour les barrages en béton. Plus précisément, on peut distinguer : • le coût des fournitures (capteurs, câbles, boîtiers de jonction, systèmes informatiques...), qui dépasse rarement 0,5 % du prix de l'ouvrage. A noter que pour un tunnel de grande longueur ausculté à distance, le prix des câbles classiques peut dépasser largement celui des appareils de mesure ; mais ce n'est plus vrai en cas de transmission des données par " bus " numérique ; • le coût de la pose (y compris forages, niches et sujétions diverses imposées à l'entreprise), qui serait de 2 à 3 fois le prix d'achat du matériel mis en place ; • enfin, le coût d'exploitation et de maintenance du système, qui s'étalera sur des décennies et peut atteindre un ordre de grandeur de 50 000 €/an, soit, en valeur actualisée, une somme proche de celle investie au départ pour le matériel et sa mise en place. b) Cas des tunnels routiers et ferroviaires

Le tableau 3 donne quelques exemples de chantiers de tunnels où le coût de l'auscultation a pu être isolé. Ces coûts, qui reflètent les prix des années 1990-95, incorporent toutes les dépenses à la charge du prestataire de mesure (fourniture, installation et exploitation du système d'auscultation), ainsi

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS

N° 1 87

JANVIER/FEVRIER 2OO5

Longueur

Ouvrage RN 20 -Tunnel du Puymorens A8-2 ème tubeRosti(l) A 40 - 2ème tube Chamoise Traversée de Toulon (1er tube) Métro Lyon, D sous Fourvière Station RER Magenta (Paris)

4800m 200m 3300m 1800m 1567m 225m

Projet LHC (CERN, Genève)

Cavernes Atlas 4400 m + 4 stations

Métro d'Amsterdam (Centre)

(1) Tunnel court sous versant instable (2) Estimation initiale (3) Dont 0,6 M€ pour le contrôle des tassements en surface

Coût des travaux de Coût de l'ausculta- Ratio auscultation / travaux GC tion (hors taxes) génie civil

102 M€

1,2M€

77 M€ 49M€(2) 17 M€ 150M€ 35 M€

0,8 M€ 1,4 M€ (3) 0,2 M€ 4,1 M€ 0,5 M€ (4) 13M€(5)

1,2% 2,6 % 1,0 % 2,8 % 1,2 % 2,7 % 1,3 % env. 1,5 %

(4) Fourniture et mise en place du système seulement (5) Pour 6 ans d'auscultation des bâtiments et du sol au-dessus du projet, avec 74 stations motorisés.

Tableau 3 — Comparaison entre le coût de l'auscultation et celui du génie civil que l'assistance fournie par l'entreprise ; il n'inclut pas les forages nécessaires aux appareils, ni les arrêts de chantier, ni le coût de l'interprétation par le maître d'œuvre. Ce tableau montre que le coût moyen de l'auscultation — tel que défini ci-dessus - varie en général entre 1 et 3 % du coût des travaux de génie civil. Il n'est pas surprenant que ce ratio soit plus élevé pour un tunnel en site urbain (type Toulon), ou pour un tunnel court en terrain difficile (type Rosti) ; en effet, une faible longueur de tunnel augmente le poids relatif du creusement des têtes et celui du rodage de l'avancement, phases qui font toujours l'objet d'une auscultation plus intensive. c) Cas des tunnels anciens Le coût de l'équipement d'un tunnel ancien pour le suivi périodique des déformations varie fortement selon son état de dégradation. A titre indicatif, on peut avancer un coût de l'ordre de 10 000 € pour l'équipeméntminimal d'un tunnel de quelques centaines de mètres en dispositifs manuels de mesure, sans oublier de rajouter chaque année la moitié de cette somme

4 -

pour les tournées de mesures. Si le nombre d'appareils justifie un équipement d'acquisition automatique, il faut envisager un investissement initial beaucoup plus élevé, auquel s'ajoutera un coût d'exploitation de l'ordre de 10 à 20 000 €/an.

Les matériels d'auscultation utilisés en génie civil (capteurs et

câbles) doivent être définis et commandés longtemps à l'avance, car les délais de livraison sont en général assez longs : souvent plus de 3 mois. Il s'agit en effet d'un marché très étroit (moins de 100 M€ à l'échelle mondiale), avec peu de fournisseurs, peu de stocks, des séries de fabrication courtes et une durée de vie commerciale des capteurs très longue. Il en résulte que le développement et la validation de nouvelles techniques - comme les fibres optiques - sont très lents et dépendent souvent de maîtres d'ouvrage " mécènes ", ou de rares chantiers à budget important.

DES

Depuis le temps de la règle et de l'équerre - symboles des métiers de la construction, auxquels il faudrait rajouter le fil à plomb et le niveau à bulle - les principes de base de la mesure ont relativement peu évolué. Certes, la technologie a modifié l'apparence des appareils, la précision et la rapidité des mesures a considérablement augmenté, mais on verra que ces principes restent, pour l'essentiel, les mêmes. Dans tous les cas, on cherche d'abord à mesurer avec la meilleure précision possible d'une part la position des points ou leur déplacement (donc les déformations), d'autre part la pression de l'eau. De plus, bien que ce soient les déplacements qui créent le risque, l'ingénieur souhaitera toujours mesurer les contraintes, car il a appris à raisonner sur la base de comporte-

DE ments en contrainte-déformation ; malheureusement, on ne sait toujours pas mesurer correctement l'état de contrainte dans le terrain. La mesure en travaux souterrains a beaucoup emprunté aux autres disciplines (topographie, astronomie, cartographie, art du géomètre et du mécanicien...), mais elle a dû inventer des techniques spécifiques en raison de conditions de mesure très particulières, que l'on rencontre rarement dans le monde industriel : • obligation de réaliser des mesures dans le terrain ou en forage, c'est-à-dire dans un milieu hostile et fermé, • difficultés d'accès à certains points de mesure, en particulier dans les grandes voûtes, • conditions d'environnement très sévères (humidité particulièrement),

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• pérennité nécessaire des appareils pendant plusieurs années, voire dizaines d'années, alors même qu'il est très difficile de les réparer ou de les remplacer, • haute précision requise pour certains paramètres (un mm de convergence sur un diamètre de tunnel de 10 m exige une précision relative de 1(H). Ces difficultés ont écarté du champ habituel de l'auscultation un certain nombre de capteurs industriels (jauges de déformation, capteurs électriques ou électroniques) pour cause de mauvaise tenue dans le temps. En revanche, elles ont fait naître des procédés de mesure particuliers comme le distancemètre à fil invar, la corde vibrante ou les appareils à contre-pression. A partir des années 1990, l'amélioration rapide de certains dispositifs de mesure, de leur capacité de résistance aux agressions et de leur environnement informatique, a fait émerger des procédés nouveaux, issus de l'industrie civile ou militaire, tels que : • la topographie optique de précision, qui supplante de plus en plus le fil invar pour les mesures de convergence, en dépit d'une moindre précision ; • les extensomètres à fibre optique, qui concurrenceront les appareils à corde vibrante ou les extensomètres de forage lorsque les prix des composants diminueront ; • le suivi ultrasonique de l'évolution des contraintes dans les boulons d'ancrage ; • de nouvelles techniques de traitement des signaux acoustiques émis au voisinage des travaux miniers ; • l'automatisation complète des mesures, qui entraîne un saut qualitatif en permettant de multiplier les mesures au moindre coût ; • enfin, plus récemment, les mesures topographiques de précision en surface : théodolite motorisé, GPS, interférométrie radar... Aujourd'hui, les techniques de base auxquelles font appel les méthodes de mesure utilisées en travaux souterrains peuvent être rangées en six catégories, soit des plus anciennes aux plus récentes : • les mesures mécaniques, • les mesures optiques de précision, • les capteurs à corde vibrante, • les appareils pneumatiques, • les capteurs électriques de déplacement, • les capteurs à fibre optique.

Chacune de ces techniques de base fait l'objet d'une fiche descriptive en annexe A. Celles auxquelles il est fait le plus souvent appel aujourd'hui pour l'auscultation des tunnels (mais aussi pour la géotechnique en général) sont les mesures optiques et électriques, et accessoirement les cordes vibrantes.

Dans le présent document, on entend par " méthode de mesure " l'ensemble constitué par un appareil de mesure, son mode opératoire et la chaîne d'acquisition associée. Une quarantaine de méthodes d'auscultation, choisies parmi les plus courantes, ont ainsi été sélectionnées, et font l'objet d'une

fiche descriptive que l'on trouvera dans les annexes B à F ciaprès. Ces fiches sont en effet classées en 5 catégories, selon la nature du paramètre recherché : Annexe B — Mesure des paramètres géométriques (tassements et rotations en surface), Annexe C — Mesure des paramètres géométriques (déplacements en forage), Annexe D - Mesure des paramètres géométriques (déplacements et déformations à la paroi), Annexe E — Mesure des paramètres mécaniques (efforts, contraintes et vibrations), Annexe F — Mesure des paramètres hydrauliques (pression et débit). Le contenu de ces fiches est volontairement succinct et ne dispense pas de consulter les notices techniques des fournisseurs, auxquelles il faudra toujours se reporter lors de la mise en place des appareils, ni les diverses publications qui rendent compte de l'expérience des utilisateurs (cf. Bibliographie). L'objectif de ces fiches est de présenter et expliquer les méthodes de mesure aux non spécialistes, sans entrer dans les détails, mais en insistant particulièrement sur tout ce que l'on ne trouve pas ou rarement dans les notices : inconvénients de la méthode, fragilité des appareils, limites d'utilisation, coûts directs et induits... Chaque fiche comprend ainsi les rubriques suivantes : • objectifs de la méthode et principe de base utilisé, • caractéristiques principales des appareils, • précision et limites d'utilisation, • difficultés de mise en œuvre et robustesse, • coûts, durée de mise en œuvre, temps de mesure, • possibilités de télémesure.

Les éléments de coût, donnés à titre indicatif, concernent principalement le prk d'achat des appareils, sachant que celui-ci est souvent faible comparé au coût de mis en œuvre et d'exploitation du système, notamment pour les méthodes les plus récentes (cf. § 3.1) ; de plus, une estimation du coût d'installation est donnée sous forme de journées de technicien supérieur.

Enfin, le parti a été pris de ne jamais citer les fabricants de matériel, hormis quelques exceptions (lorsqu'il s'agit de l'inventeur de l'appareil, par exemple).

A l'image de ce qu'avait fait le groupe de travail n° 14 de l'AFTES pour les Méthodes de diagnostic des tunnels revêtus (cf. TOS, n° 131,1995), il nous a paru intéressant de porter un jugement comparatif sur les différentes méthodes d'auscultation - et ce en dépit des difficultés de l'exercice... Cette notation des méthodes figure à titre indicatif sur le tableau 4. Chaque méthode de mesure y est notée vis-à-vis de quatre critères principaux considérés de manière indépendante ; les notes vont de 1 à 4, la valeur 4 correspondant à la situation la plus favorable. Les critères pris en compte sont les suivants : • efficacité de la méthode : lorsqu'un paramètre à mesurer a été retenu, la méthode qui possède la meilleure note doit être

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS

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Méthodes d'auscultation des ouvrages souterrains

%

considérée en priorité (c'est celle qui est la mieux adaptée techniquement aux objectifs poursuivis) ; 1

1

facilité d'installation : si la note 4 indique une installation facile, les notes 2 et surtout 1 demandent impérativement l'intervention d'un spécialiste ayant des références dans la mise en œuvre de la technique considérée ; facilité de mesure : cet indicateur concerne à la fois la mesure proprement dite et le traitement des résultats

Familles de paramètres N°de à mesurer fiche

T» -o-

Déplacements

et rotations en surface

f -\^,Déplacements en forage

-DDéplacements et déformations à la paroi

-EParamètres mécaniques

Paramètres hydrauliques

(cf. phases Dl et D2 des Recommandations de 1998, TOS n° 149, p. 403) ; les notes 1 et 2 indiquent des mesures délicates, nécessitant des précautions particulières ; ' coût : il s'agit ici d'un indicateur relatif (vis-à-vis des autres méthodes), pour une situation standard ; il inclut l'installation des appareils et le traitement des mesures. Attention : la note 4 correspond au coût le plus faible !

Méthodes de mesure

Efficacité

Facilité Facilité d'installation d'utilisation

Coût

B3 B4

Nivellement topographique classique Mesures optiques sur bâtiments Téléniveau hydraulique Nivelle à vis micrométrique

4 4 3 3

3 2 2 4

B5 B6 B7

Electronivelle Inclinomètre à servo-accéléromètre Position d'un point par GPS

1 3 2

3 3 2

2

Cl C2 C3 C4

Extensomètre manuel à tiges Extensomètre à tiges avec capteurs Extensomètre à capteurs inductifs Chaîne inclinométrique en place

4 4 4 2

2 2 2 2

3 3 3 3

3

C5

Extensomètre démontable Sonde inclino. (à servo-accélérom.) Tassomètre magnétique

4 4 3

2 2 2

3

2

C6 C7

2

3

3 3

Dl D2 D3

Convergence optique Distancemètre à fil invar Extensomètre à corde vibrante

4 4 3

3 3 3

2

2

3 4

3 3

D4 D5 D6

Fissuromètre à corde vibrante Fisuromètre à capteur électrique Fissuromètre mécanique

3 3 4

3 3 4

4 4 4

3 3

4

El E2 E3 -

Dynamomètre (boulon, pied de cintre) Jauge de contrainte sur corps en acier Cellule hydraulique à corde vibrante Extensomètre à corde vibrante (p.m.)

4 4 2 4

3 2 2

3

4 3 4 4

3 3 2 3

E4 E5 E6 E7 E8

Cellule hydraulique de pression totale Mesure de contraintes par surcarottage Borehole-slotter Vérin plat Mesure des vibrations

1 3 3 3 4

2 1 1 2 2

4 2 2 3 3

2 1 1 1

FI F2 F3 F4

Tube piézométrique ouvert, ponctuel Piézomètre fermé (à corde vibrante) Mesure de débit en canal ouvert Débitmètre électro-magnétique (tube) Débitmètre ultrasonique (sur tube)

3 4 3 3 3

3 2 2

4 4 3 3 3

3 2 2 2 2

Bl B2

F5

3 3

Tableau 4 — Notation comparative des principales méthodes d'auscultation (la note 4 indique la situation la plus favorable)

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JANVIER/FEVRIER 2OO5 l

3

3

2

2 2

3 4 3 3

4 2 3 2 2 2 2

3

Méthodes d'auscultation des ouvrages souterrains

5 - BgBLBOGRAPHIi

5.1 a) Généralités sur l'auscultation

• APTES - Recommandations relatives à l'organisation de l'auscultation des tunnels. Revue Tunnels et ouvrages souterrains, n° 149, sept.-oct. 1998. • BORDES, J.L. - Les aspects économiques de l'auscultation. Formation continue ENPC " Surveillance et auscultation des sites et des ouvrages ", Paris, 4-5 déc. 1990.

• BOUVARD, A., COLOMBET, G. & ESTEULLE, F. Ouvrages souterrains : conception, réalisation, entretien. Chapitre 9 : Auscultation. Presses de l'ENPC, Paris, 2ème

édition, 1992. • CIRIA-The Observational Method in ground engineering : principles and application - Report 185, 1999, London [ §7 Tunnel applications]. • DUNICLIFF, J. - Geotechnical Instrumentation for Monitoring Field Performance. J. Wiley & Sons, New York, 1993. • HANNA, T.H. - Field Instrumentation in Geotechnical Engineering. Trans Tech Publication, 1985. • PINCENT B. - Auscultation : de la traduction des objectifs à l'interprétation des mesures. Formation ENPC " Maîtrise des déformations des ouvrages en géotechnique ", Paris, juin 1997. • SAIVE, F., PARKIN, R. - Auscultation des ouvrages souterrains du lot n° 1 du CERN (projet LHC). Revue Tunnels et ouvrages souterrains, n° 163, janv.-fév. 2001. • VIDAL-FONT, J. - Auscultation du tunnel du Cadi (Pyrénées espagnoles). Tunnels et ouvrages souterrains, n° 70, juil.-août 1985.

-1« Symp. Zurich, sept. 1983, Ed. KOVARI, K., ISBN 9061915007; -2 nd Symp. Kobe, avril 1987, Ed. SAKURAI, S., ISBN 9061917786; - 3rd Symp. Oslo, sept. 1991, Ed. SORUM, G., ISBN 90 5410 0257; - 5* Symp. Singapour, déc. 1999, Ed. LEUNG, C.F. , ISBN 90 5809 066 3 ; -6* Symp. Oslo, sept. 2003, Ed. MYRVOLL, F., ISBN 90 5809 602 5. c) Auscultation de tunnels en service

- CETMEF - Tunnels canaux - Série " Les Repères ", Béthune, janvier 2002 :

- Fascicule 1 - Surveillance, entretien et réparation

- Fascicule 2 - Pathologie - CETU - Guide pour la surveillance, l'entretien, la conservation des tunnels routiers. Document établi par A. JULIEN, 1998. - CHOQUET, Ch. - Méthodes usuelles de surveillance et d'investigation. Formation ENPC sur la maintenance et la réparation des tunnels, Paris, 31 mars-ler avril 1993.

- HAACK A., SCHREYER J., JACKEL G. - State of thé art Non-destructive Testing Methods for determining thé state of Tunnel Lining - ITA Report : Maintenance and repair of tunnels- Tunnelling and Underground Sp ace Technology -

Vol 10 n° 4 (1995) pp 413-431. - Instruction technique pour la surveillance et l'entretien des ouvrages d'art (Min. des Transports, 19/10/79), 2ème partie

b) Comptes-rendus de congrès spécialisés

- Fascicule 01 : dossier d'ouvrages (2000)

• ASCE Geotechnical Congress, Boulder, 1991 - Session 9A " Geotechnical Instrumentation, New Developments ".

- Fascicule 02 : généralités sur la surveillance (2002)

• Commission int. des Grands Barrages : • Bulletin n° 56 : Auscultation des barrages et de leurs fondations, la technique actuelle, 1989 ;

• Bulletin n° 60 : Auscultation des barrages — considérations générales ", 1988 ; • Bulletin n° 87 : Amélioration de l'auscultation des barrages existants - Recommandations et exemples, 1992 ; •Bulletin n° 118 : Systèmes d'auscultation automatique des barrages - Recommandations et exemples, 2000.

- Fascicule 40 : tunnels, tranchées couvertes, galeries de protection (1980). -

• AFNOR - Norme NF 94-156 - Sols : reconnaissances et essais. Mesures à l'inclinomètre. Oct. 1995.

• BASSET, R.H - An automated electrolevel déformation monitoring system for tunnels ". Geotechnical Engineering Proceedings of thé Institution of Civil Engineers - July 1999,

n° 137, pp 117-125.

• 20ème Congrès int. des Grands barrages - Question 78 : • BONDIL, R. & MAHIEU, B. - Un exemple de construcAuscultation des barrages et de leurs fondations - Pékin, 2000. tion pilotée par l'instrumentation : le doublement du tunnel • Actes du symposium " Geotechnical Measurements and de Rosti (Alpes-Maritimes). Tunnels et ouvrages souterrains, n° Modelling ", Karlsruhe, 23-25 sept. 2003. Ed. O. NATAU et 71,sept.-oct. 1985. al., Balkema. • CAUSSIGNAC, J. M. et al. - Les fibres optiques, un nouvel • Actes des symposiums internationaux " Field Measurements outil pour le génie civil. Bull. des labo. des Ponts et chaussées, in Geomechanics ", Balkema : n° 223,1999, pp. 93-104.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 187

JANVIER/FEVRIER ZOOS

Méthodes d'auscultation des ouvrages souterrains

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• AYESTARAN, L. & al. - Layered Réservoir Testing. Middle West Well Evaluation Review, Réservoir Eng. Supplément, Revised Edition 1991. • DARCY, J., DELOUVRIER, J., THUT, A. - Analyse en temps réel des données hydrogéologiques et géotechniques. Tunnels et ouvrages souterrains, n° 147, mai-juin 1998.

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• HAYWARD, D. - On thé alert for settlement. Tunnel & Tunnellinglnt., déc. 2001, pp. 43-45. • GASTINE, E. - Evolution des techniques de monitoring en temps réel sur les chantiers de percement de tunnels urbains. Tunnels & Ouvrages souterrains, n° 172, juil. 2002, pp. 221224.

• GAUTRAIS, B. - Le tunnel de Lefortovo. Tunnels & Ouvrages souterrains, n°177, mai 2003, pp. 131-137. • LA FONTA, J.G. et PERSON, T. - Porto-Rico : contrôle en temps réel de l'injection de compensation par le système CYCLOPS. Tunnels et ouvrages souterrains, n° 149, sept.-oct.

1998, pp. 423-427. • Projet national ITELOS -Télésurveillance des ouvrages d'art et des sites. Editions Kirk, Maisons-Alfort, 1994. • SCHWARTZMANN, R. - Surveillance et télésurveillance d'ouvrages souterrains. Tunnels et ouvrages souterrains, n° 82, juil.-août 1987.

• PINCENT, B., LAGARDE, Y, DAVID, L. & MELINE, D. • Remote controlled monitoring of two tunnels of thé Régional Express Transit System in Paris. In "Field Measurements in Geomechanics", 4th Int. Symp., April 1995, Bergamo.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - NI" 1 87 - JANVIER/FEVRIER 2OO5 i

Méthodes d'auscultation des ouvrages souterrains

PAR

Pages A-TECHNIQUES COMMUNES DE BASE - - - - - - - - - - - -

23

D-MESURE DES DÉPLACEMENTS À LA PAROI - - - - - - -

3?

Fiche A1 - Mesures mécaniques - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Fiche A2 - Mesures optiques de précision - - - - - - - - - - - - - - -

%4 24

Fiche D1 - Convergence optique - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

37

Fiche D2 - Distancemètre à fil invar - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

38

Fiche A3 - Capteurs à corde vibrante - - - - - - - - - - - - - - - - - - Fiche A4 - Mesures pneumatiques ou à contre-pression - - - Fiche A5 - Capteurs électriques de déplacement - - - - - - - - - -

24 25 25

Fiche A6 - Capteurs à fibre optique - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

25

Fiche D3 - Extensomètre à corde vibrante - - - - - - - - - - - - - - Fiche D4 - Fissuromètre à corde vibrante - - - - - - - - - - - - - - - Fiche D5 - Fissuromètre à capteur électrique - - - - - - - - - - - - Fiche D6 - Fissuromètre mécanique - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

39 39 39 40

B - MESURE DES DÉPLACEMENTS EN SURFACE - - - - - -

27 E - MESURE DES PARAMETRES MECANIQUES - -

Fiche B3 - Téléniveau hydraulique - - - - - - - - - - - Fiche B4 - Nivelle à vis micrométrique - - - - - - - - - FicheB5-Electronivelle - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Fiche B6 - Inclinomètre à servo-accéléromètre - - Fiche B7 - Position d'un point par GPS - - - - - - - - -

41 42

29 29

Fiche E3 - Cellule hydraulique à corde vibrante - - - - - - Fiche E4 - Cellule hydraulique de pression totale - - - - Fiche E5 - Mesure des contraintes par surcarottage - - Fiche E6 - Mesure des contraintes au Borehole Slotter -

30

Fiche E7 - Mesure des contraintes au vérin plat - - - - - - - - - -

44

Fiche E8 - Mesure des vibrations - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

44

29

Fiche B8 - Comparaison des méthodes de mesure du déplacement des structures - - - - - -

40

Fiche E1 - Dynamomètre - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Fiche E2 - Jauge de contrainte sur corps en acier

27 28 28

Fiche B1 - Nivellement topographique classique Fiche B2 - Mesures optiques sur bâtiments - - - - -

30

C - MESURE DES DEPUCEMENTS EN FORAGE - - - - - Fiche C1 - Extensomètre manuel à tiges - - - - - - - - - - - - - - - - Fiche C2 - Extensomètre à tiges avec capteurs - - - - - - - - - - -

32 32 33

Fiche C3 - Extensomètre à capteurs mductifs - - - - - - - - - - - - Fiche C4 - Chaîne inclmométnque en place - - - - - - - - - - - - - -

33 34

Fiche C5 - Extensomètre démontable - - - - - - - - - - - - - - - - - -

35

Fiche C6 - Sonde inclinométnque à servo-accéléromètre - - - Fiche C7 - Tassomètre magnétique - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

36 36

F - MESURE DES PARAMÈTRES HYDRAULIQUES - - - - - Fiche F1 - Piézomètre ouvert - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Fiche F2 - Piézomètre fermé - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Fiche F3 - Mesure de débit en canal ouvert - - - - - - - - - - - - - -

Fiche F4 - Débitmètre électromagnétique sur conduite noyée Fiche F5 - Débitmètre ultrasonique sur conduite noyée - - - - -

41 42 43 43

45 45 46 46 47 47

Sciage d'une saignée transversale pour mesure de contrainte au vérin plat

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Méthodes d'auscultation des ouvrages souterrains

ANNEXE A TECHNIQUES COMMUNES DE BASE Fiche Al - Mesures mécaniques Les mesures " mécaniques " utilisent le principe ancestral de la règle graduée, avec ses nombreuses variantes : câble gradué, pied à coulisse, palmer, comparateur à aiguille, etc., tous ces appareils servant classiquement aux mesures de précision pratiquées dans les diverses branches de la mécanique.

On peut aussi y inclure les manomètres à tube de Bourdon, où la déformation liée à une variation de pression est transmise mécaniquement à une aiguille.

Applications aux mesures en souterrain :

• Fissuromètre mécanique (cf. fiche D7), • distancemètre absolu à fils invar (cf. fiche D2),

• extensomètre ou tassomètre de forage à comparateur (cf. fiche Cl), etc.

Fiche A2 En topographie, ce sont surtout les besoins de productivité ressentis par les entreprises pour repérer des points, positionner des éléments d'ouvrages ou guider des engins (comme les tunneliers) qui ont le plus fortement stimulé les progrès des techniques, jusqu'à l'apparition d'appareils de mesure appelés " stations totales ".

Ces stations comportent un distancemètre électro-optique qui mesure la distance entre l'appareil et une cible, constituée d'une simple surface réfléchissante pour les mesures courantes, ou d'un prisme triple pour les mesures de précision. La résolution de ces distancemètres est de 0,1 mm ; associés à un théodolite de précision, ils peuvent mesurer des convergences avec une incertitude de +/- 0,5 mm lorsque les conditions sont bonnes, et ce pour des visées de l'ordre de 30 m. Dans tous les cas, les points visés doivent être matérialisés par des cibles d'excellente qualité, et les appareils fixés sur des embases stables. La difficulté en tunnel est de disposer de points de référence, sachant qu'on peut aussi introduire dans le réseau des distances de référence (règle). Il existe des stations à visée automatique, appelées " stations totales motorisées " parce qu'elles mesurent seules, une fois programmées, à la fois les angles et les distances, et effectuent

de instantanément les calculs de position. Ces appareils sont de plus en plus utilisés en surveillance continue des déplacements, tant en surface (cf. fiche B2) qu'en profondeur (fiche Dl). La technique du nivellement de précision, principalement utilisée en surface pour la surveillance des tassements, s'est considérablement améliorée avec l'apparition des niveaux numériques - non pas tant en précision, qui reste excellente, mais en facilité de mise en œuvre. Ceux-ci lisent automatiquement les graduations de la mire, qui sont codées sous forme de codes barres (cf. fiche Bl). L'incertitude de mesure de ces niveaux entièrement numériques, qui ne demandent donc plus d'expérience dans la lecture des mires, est de +/- 0,3 mm en déplacement. Comme précédemment, les points visés doivent être matérialisés (fixation de repères dans le terrain), et fixés de façon à être le plus indépendant possible des variations d'humidité ou de température qui agissent sur les terrains ou les structures.

Applications : mesure des tassements en surface (nivellement), des déplacements et rotations d'ouvrages influencés, et des déplacements absolus en X,Y,Z des parois d'un tunnel (dont on peut déduire des convergences).

Fiche A3 - Capteurs à Le principe est simple : un fil d'acier tendu entre deux points est excité ; il vibre alors avec une fréquence qui dépend de sa masse et de ses caractéristiques mécaniques (supposées constantes), mais aussi de la tension appliquée au fil. Si celle-ci varie, la fréquence de résonance aussi, car elle est proportionnelle à la racine carrée de la déformation du fil.

On excite donc cette " corde vibrante " par un électro-aimant, et on mesure sa fréquence de résonance avec un fréquencemètre, grâce à un dispositif de type microphone électromagnétique qui traduit la vibration mécanique en signal électrique. On sait que la fréquence d'un signal périodique n'est pratique-

ment pas altérable et que sa mesure électronique est très précise. Une corde vibrante permet donc une mesure très fiable du paramètre qui agit sur sa tension, même s'il y a plusieurs centaines de mètres entre le capteur et le poste de mesure. Bien entendu, la corde vibrante en acier est sensible à la température, et sa fréquence de résonance aussi ; mais ces variations sont bien connues et assez faciles à corriger. La précision de ces capteurs et leur répétabilité sont donc remarquables. Mais leurs dispositifs d'étalonnage, quasi inexistants pour les extensomètres, ne sont pas aujourd'hui à la hauteur des qualités de ces capteurs.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 187 -JANVIER/FEVRIER 2OO5

Méthodes d'auscultation des ouvrages souh

Applications : plusieurs types d'appareils munis de capteurs à corde vibrante sont utilisés en génie civil, notamment : • l'extensomètre : la déformation d'un support rigide décimetrique est transmise à la corde vibrante par un corps métallique de faible rigidité (cf. fiche D4) ; une variante est le fissuromètre à corde vibrante (cf. fiche D5) ;

1

la cellule de pression interstitielle (cf. fiche F2) : une corde vibrante est fixée à son extrémité à une membrane métallique soumise à la pression extérieure : toute variation de celle-ci est directement transmise à la corde vibrante ;

• le cellule hydraulique (cf. fiche E3), qui permet de mesurer des efforts.

Fiche A4 - Mesures pneumatiques ou à contre-pression La pression extérieure appliquée au capteur déforme une membrane, qui vient fermer un orifice dans une chambre. Si on envoie de l'huile ou un gaz dans la chambre à l'arrière de la membrane, et si on augmente ensuite la pression du fluide, la membrane va se déformer dans l'autre sens et libérer l'orifice lorsque la pression à l'intérieur de la chambre équilibrera la pression extérieure. Le fluide s'échappe alors par l'orifice en direction d'un appareil qui détecte cet échappement (débitmètre).

L'appareil de mesure est donc composé d'un système de mise en pression, d'un dispositif de mesure de la pression et d'un débitmètre, ce qui le rend complexe, lourd et peu transportable, sans que la précision soit excellente ; de plus, un tel appareil est difficilement automatisable. Applications : en dépit de ces défauts, le principe de la contrepression est beaucoup utilisé pour les piézomètres, les capteurs de force et surtout les cellules hydrauliques de pression totale, pour la mesure des contraintes (cf. fiche E4).

AS -

de

Ce principe utilise la loi bien connue d'Ohm (U = RI), appliquée le plus souvent à un montage potentiométrique, avec un élément résistant (linéaire ou circulaire) sur lequel glisse un curseur ; la tension entre le curseur et l'une des extrémités de l'élément varie avec la position du curseur : un déplacement est ainsi transformé en variation de tension électrique.

Transducer), très utilisés dans l'industrie. Une bobine alimentée par une tension alternative crée un champ magnétique mesuré par une seconde bobine ; un noyau métallique qui se déplace modifiera ce champ et par suite la tension mesurée dans la seconde bobine. Ici encore, le déplacement mécanique est transformé en une variation de tension électrique. Une variante de ce principe utilise les propriétés d'un circuit résonant constitué d'un circuit magnétique et d'un condensateur ; on mesure alors la variation de la fréquence de résonance du circuit grâce à un fréquencemètre. L'intérêt majeur de ce dispositif est d'utiliser comme signal de sortie une fréquence, grandeur difficilement altérable lors de sa transmission (à la position près des éléments constituant le circuit résonant).

Une autre façon d'utiliser la loi d'Ohm est de modifier la résistivité, donc la résistance de l'élément, par une action sur cet élément ; ainsi, la résistivité d'un matériau diminue avec sa température : on dispose donc d'un thermomètre (la " sonde platine " par exemple). La résistance varie aussi avec la géométrie du corps, la section du fil par exemple ; en déformant le fil par allongement, sa résistance augmente : c'est le principe utilisé pour les jauges de déformation électriques collées sur les échantillons de roches testés au laboratoire (cf. fiche E2).

Applications :

Deux bobines électriques placées l'une près de l'autre réagissent en fonction de leur position et des propriétés électromagnétiques du système. C'est sur ce principe que fonctionnent les capteurs inductifs LVDT (Linear Variable Displacement

• fîssuromètres automatiques (fiche D6), mesure des petits déplacements, • extensomètres à tiges en forage (cf. fiche C2), • extensomètres sans tiges à capteurs inductifs (cf. fiche C3), tassomètres, • capteurs de débit (cf. fiche F3), de pression, de température, etc.

A6 -

à

Si la technologie des fibres optiques est déjà ancienne, son application au jénie civil est plus récente. Les capteurs de déformation à fibre optique sont les plus souvent cités car la fibre optique est bien adaptée à la mesure des déplacements de très faible amplitude ; ses principales applications à l'auscultation des ouvrages concernent les extensomètres, les mesures de

déformations à base longue et les mesures de température. Les capteurs à fibre optique fonctionnent soit en transmission, soit en réflexion-rétrodiffiision. Ils utilisent plusieurs principes de mesure, que nous avons détaillés dans le tableau et les figures suivante, car ils sont encore mal connus.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 87 - JANVIER/FEVRIER 2OO5

Méthodes d'o

Principe de mesure

Action physique

Fonctionnement

Effet optique

1 Micro-courbures Déformation mécanique de la fibre Atténuation 2 Ecrasement Déformation mécanique de la fibre Polarisation Modification du spectre de fréquence 3 Déformation longitudinale Allongement mécanique (réseau de Bragg) 4 Longueur de la cavité Déplacement fibre/micromiroir Modification de franges (interféromètre Fabry-Perot) Allongement mécanique Modification de franges 5 Longueur de trajet

Transmission Transmission Transmission Réflexion Réflexion

(înterféromètre Michelson ou Mach-Zender)

Tableau A6.1 — Différents principes de mesure utilisés par les capteurs h fibre optique

Des extensomètres ont été développés en utilisant les principes 3 et 5- On notera que le principe de fonctionnement des réseaux de Bragg permet de monter plusieurs réseaux en série sur la même fibre. Il suffit de caler tous les réseaux sur des fréquences différentes pour disposer d'un capteur multipoints, ne nécessitant qu'un seul analyseur.

et très faibles dimensions), mais aussi quelques difficultés d'application : • sensibilité à la température, souvent compensée par un capteur spécifique ou une fibre de référence inactive, • difficulté de multiplexage optique (à l'exception des réseaux de Bragg), • difficulté d'étalonnage pour les capteurs de type 1 et 2, • coût des éléments sensibles et des appareils de mesure.

Les capteurs à fibre optique présentent des avantages intéressants (insensibilité aux perturbations électromagnétiques

1) Capteur fibre optique à mesure par transmission

^ ^

Séparatrice Emetteur de lumière

\

\

Fibre optique ^

Miroir

w

2) Capteur fibre optique à mesure par réflexion et rétrodiffusion Des extensomètres basés sur ce principe ont été utilisés avec succès pour mesurer les déformation du front sur le premier tube du tunnel routier de Toulon.

^r Récepteur

Fibre optique

3) Capteur fibre optique à

réseau de Bragg. Tranches gravées dans le cœur de la fibre optique

E

Longueur d'onde

Longueur d'onde

L'allongement de la fibre provoque l'écartement des tranches gravées dans le cœur de la fibre : une raie de longueur d'onde se déplace dans le spectre

4) Capteur fibre optique à interféromètre Fabry-Perot. Miroir

Lumière

Le déplacement du miroir qui renvoie la lumière dans la fibre modifie les franges interférométriques dans l'analyseur, et donne le déplacement.

Fibre référence

5) Capteur fibre optique à interféromètre Michelson. Le déplacement du miroir de la fibre optique active, qui renvoie la lumière vers le récepteur au travers d'un coupleur, modifie les franges interférométriques dans l'analyseur et donne le déplacement.

Figure A6.2 — Les cinq principes de capteurs à fibre optique

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N" 1 87 - JANVIER/FEVRIER 2OOS •

ANNEXE B MESURE DES DEPLACEMENTS EN SURFACE

Les mesures des mouvements provoqués en surface par les travaux souterrains peuvent être classées en trois grandes catégories : • Les mesures topographiques (ou optiques), qui relèvent la position de repères passifs fixés sur les structures (cf. fiches Bl et B2) ; l'automatisation récente des appareils de mesure leur permet désormais de relever à grande fréquence un très grand nombre de points ;

• Les mesures de mouvements ponctuels par des capteurs fixés sur les structures et reliés à une centrale d'acquisition ; elles permettent par exemple de suivre en continu des variations

de niveau (cf. fiche B3) ou des rotations (cf. fiche B4 à B6), avec une précision bien meilleure que les mesures topographiques ; • Les mesures par satellite, encore au stade expérimental mais qui permettent un suivi pluriannuel soit de points isolés munis de capteurs GPS (cf. fiche B7), soit de très grandes surfaces où l'on a pu identifier des réflecteurs permanents (interférométrie radar, non traitée ici).

Pour tous ces types de mesure, il importe de bien veiller à la qualité du support des capteurs et à leut fixation.

Bl Le nivellement topographique est devenu au cours des années 1990 la méthode de référence pour suivre les mouvements de terrain en surface au droit du tracé d'un tunnel. Deux types de niveaux sont généralement utilisés : niveau automatique (réglage automatique du plan de visée) et niveau automatique numérique, ce dernier permettant la lecture électronique de la mire.

A noter que la précision du système est également déterminée par le type de mire, pour lequel il y a trois facteurs de choix : précision à atteindre, longueur transportée (1 à 3 m), type de matériau (bois, aluminium, fibre de verre, invar). En pratique, avec un niveau automatique numérique et une mire à codes barres en invar, le dixième de millimètre est apprécié et la fermeture d'un cheminement se réalise au millimètre.

Intérêt du niveau automatique numérique

Limites d'utilisation • Nécessité d'une visibilité dégagée. • Difficulté des mesures de nuit avec les niveaux automatiques numériques. • Conditions météorologiques : par grand vent, le niveau numérique calcule néanmoins une valeur moyenne avec un écart type. • Absence de vibrations.

Les mesures (lecture de la mire et enregistrement des données) sont entièrement automatiques : confort de mesure (absence d'erreur de lecture de la mire et d'erreur d'écriture), fiabilité et précision des données. De plus, la possibilité de programmes intégrés et le chargement automatique des données sur PC permettent d'associer la qualité et la sécurité de l'information, avec un rendement élevé. Précision

Les nivellements se classent suivant le degré de précision requis :

Mise en œuvre et robustesse

Mobilisation nécessaire d'un géomètre et de son aide pour effectuer les mesures. L'appareil est adapté aux conditions de chantier, mais nécessite une révision annuelle. Coût et cadence de mesure

Ordre

I

II

III

IV

Précision (mm/km)

0,1-0,5

0,5 - 1,0

1,0-1,5

1,5-2,0

• Fourniture : < 1800 € pour un niveau automatique ; de 3500 à 7000 € pour un niveau automatique numérique. • Cadence : de l'ordre de 5 secondes par mesure avec un niveau automatique numérique.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 187

JANVIER/FEVRIER 2OO5

Fiche B2 - Mesures optiques sur bâtiments

Rayons de visée d'un Cyclops vers le bâtiment

Principe et objectils

L'objectif est de mesurer les mouvements subis par des bâtiments du fait de travaux souterrains exécutés à leur aplomb. Classiquement, on suivait les tassements en surface en nivelant des piges implantées dans le sol, au moyen de niveaux motorisés ou non (cf. fiche Bl). C'est le développement récent des tachéomètres de précision qui a révolutionné les mesures topographiques en surface, comme ce fut le cas pour les convergences en galerie (cf. fiche Dl) ; ces appareils, encore appelés " stations totales " car ils mesurent à la fois les distances et les angles, permettent en effet : • de mesurer le tassement de repères installés en hauteur sur des immeubles, ce qui évite la gêne constante que constituaient pour le topographe les piétons, véhicules en stationnement et autres obstacles ; • d'effectuer des mesures en XYZ, donc de mesurer la rotation d'immeubles qui auraient tendance à basculer ; ces mesures peuvent être faites soit avec un théodolite manuel stationné au sol, soit avec un théodolite motorisé implanté en hauteur et permettant de viser un grand nombre de repères. On peut alors calculer les coordonnées absolues des repères visés en relevant aussi, lors de chaque " ronde de mesure ", les coordonnées d'un certain nombre de points réputés fixes (non affectés par les travaux).

Ainsi, le suivi des effets en surface d'un chantier souterrain en site urbain dense peut se faire automatiquement, avec un

nombre limité de stations motorisées, que l'on peut d'ailleurs déplacer avec l'avancement des travaux. Toutes les stations sont reliées à un ordinateur central par un bus numérique ; chacune peut faire une " ronde " d'environ 50 points en 15 minutes environ. Pour des chantiers de grande ampleur (ligne de métro de plusieurs km, par exemple), et lorsque les mouvements du sol se prolongent longtemps après le creusement, on en arrive à mobiliser simultanément des dizaines de stations totales qui visent des milliers de repères, et dont les résultats sont corrélés entre elles ; on dispose ainsi en permanence d'un véritable réseau topographique dont la mise en jour est effectuée en temps réel. Précision et conditions d'utilisation La précision est de 1 mm environ pour une distance de 100 m entre la cible et la station totale. Le chok de sites haut perchés, qui soient à la fois panoramiques et à l'abri du vandalisme, est bien sûr essentiel pour pouvoir stationner dans de bonnes conditions. L'étendue de mesure de chaque station peut atteindre plusieurs km, mais est en général comprise entre quelques dizaines et centaines de m pour les applications urbaines. Les repères visés sont soit des cibles réfléchissantes, soit des prismes ; leur implantation en hauteur n'est pas toujours facile et demande des démarches et du temps.

Coût Les tachéomètres motorisés sont bien sûr coûteux (environ 25 000 €), mais ils sont mis en œuvre par des prestataires de mesure spécialisés qui les déplacent de chantier en chantier ; il en est de même pour la centrale de commande avec ses logiciels, qui est commune à plusieurs stations motorisées et coûte environ 15 000 €. Le coût d'installation d'une station, y compris protection et câblage, est d'environ 5 000 €, et celui des prismes réfléchissants 150 €/pièce. Soulignons cependant que pour une opération d'envergure mobilisant un grand nombre de stations totales, le coût du matériel devient secondaire eu égard aux prestations de conception, installation, interprétation et contrôle de l'ensemble du système, et à la rémunération du savoir-faire correspondant.

B3 • Principe

Caractéristiques principales

L'objectif est de mesurer les mouvements verticaux (soulèvements et tassements) de structures influencées par des travaux souterrains. La méthode du téléniveau est basée sur le principe des vases communicants, qui permettent de détecter des variations de niveau entre deux ou plusieurs points. Plusieurs pots de nivellement reliés par une tubulure sont calés sur une même horizontale (± 2 mm) et sont remplis d'un liquide le plus stable possible. Au centre de chaque pot, un capteur permet la mesure du niveau d'eau par détection de la position d'un flotteur.

• Etendue de mesure : ± 40 mm. • Incertitude de mesure : ± 0,1 mm sur 50 m de distance entre deux pots. « Appareil automatisable. Conclusion

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS

NI" 1 87

• Points forts : précision, surtout entre deux points éloignés. • Points faibles : difficulté de mise en place ; instabilité dans le temps liée aux caractéristiques du liquide (évaporation, etc.) ; problèmes de protection sur le site ; sensibilité à la température (équilibre modifié par la variation de densité du liquide de l'un des pots).

JANVIER/FEVRIER 2OO5 i

Méthodes d'auscultation des ouvrages souterrains

Fiche B4 - Nivelle à vis micrométrique d'un palmer. Pour mesurer de très faibles variations d'inclinaison, on fixe sur la structure, dans une direction donnée, une plaque support de même section que l'embase du niveau à bulle. Lors de la mesure, l'embase est mise en coïncidence avec ce support ; puis la bulle est mise à zéro à l'aide de la vis micrométrique et on mesure ainsi l'angle de la plaque support ; on refait alors une mesure dans la direction opposée, par retournement du niveau. Caractéristiques principales

• Etendue de mesure : ± 7°. • Précision : ± 0,02°, avec double mesure par retournement de la nivelle. • Non automatisable. • Coût : embase : 35 €, nivelle : 180€.

Nivelle à vis micrométrique Principe et objectifs

Cet appareil permet de mesurer en un point la rotation d'une structure ou de la surrace du sol. Il est constitué d'une embase, d'un niveau à bulle tournant autour d'un axe horizontal et

Conclusion • Points forts : faible coût, très grande précision et facilité des mesures. • Points faibles : système non automatisable, qui ne donne qu'une mesure locale (rotation).

B5 Principe et objectif

Dans son principe, ce capteur est constitué d'un petit tube de verre partiellement rempli d'un liquide conducteur dans lequel trempent deux électrodes. Toute variation du niveau du liquide entre les électrodes entraîne une variation de sa conductivité ; on obtient ainsi directement un signal électrique proportionnel à l'angle de rotation du système, ce qui rend la mesure automatisable. Lorsqu'un capteur isolé est fixé sur une structure, il mesure sa rotation ; une chaîne de capteurs mis bout à bout permet de mesurer un mouvement vertical (tassement ou soulèvement), si la position de l'une des extrémités de la chaîne est fixe ou connue. Caractéristiques principales

• Etendue de mesure : ± 3°. •Incertitude de mesure : ± 0,1° (± 1 mm/m). La meilleure précision est obtenue autour du zéro (0,005°), mais l'incerti-

tude augmente en s'éloignant du zéro, ainsi qu'avec toute variation de la température ambiante (dérive). • Coût : 150 € avant adaptation mécanique.

Applications • Tassement de surface : les nivelles sont fixées sur la structure, ou installées sous la structure dans un forage horizontal (chaîne de capteurs en place). • Déformation latérale du sol ou d'une paroi : les nivelles peuvent être installées dans un forage vertical (chaîne de capteurs en place, cf. fiche C4). Conclusion

• Points forts : bon marché et automatisable. • Points faibles : précision moyenne de la mesure ; sensibilité aux chocs et aux effets thermiques ; problèmes de dérive.

Fiche B6 - inclinomèfre o Principe

Ce capteur est basé sur le principe d'une balance de force travaillant en boucle fermée. Le cœur du capteur est un détecteur de déplacement ; la force nécessaire pour ramener une masselotte pendulaire à sa position initiale par rapport au détecteur de déplacement est proportionnelle au sinus de l'angle d'inclinaison ; cette force est appliquée à la masselotte par un système électromagnétique, actionné par un courant dont on mesure l'intensité (l'appareil est donc automatisable). L'ensemble est scellé dans une capsule d'huile de silicone, permettant l'amortissement des vibrations et des chocs.

Comme pour l'électronivelle, ce capteur peut être fixé seul pour mesurer une rotation, ou être installé sous forme d'une chaîne de capteurs pour mesurer un mouvement vertical ; mais cette deuxième configuration est rare en raison du coût du capteur. 10 cm

Capteur de force

Masseîotte

TUNINELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 187

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Caractéristiques principales

• Etendue de mesure : de ± 1° à ± 45°. • Précision : jusqu'à 0,02 % de l'étendue de mesure. Pour ±1°, l'incertitude est < 2 secondes d'arc (< 0,01 mm/m). • Coût > 1700 € avant adaptation mécanique.

Applications • Mesure des rotations et tassements de surface : l'appareil est fixé sur la structure, mais on ne prévoit pas en général de

B7 •

chaîne de capteurs en raison d'un coût trop élevé. • Déformation latérale dans un forage : l'appareil peut être conditionné sous forme d'une sonde inclinométrique que l'on déplace dans un forage vertical (cf. fiche n°, C6).

Conclusion • Points forts : précision, fiabilité et solidité. • Points faibles : coût élevé, et sensibilité aux vibrations.

d'un

point

GPS

Principe

Limite d'utilisation

Une balise reçoit les signaux émis par une constellation de satellites du Global Positioning System (GPS). A tout moment, au moins cinq de ces satellites sont visibles par la balise en tout point du globe terrestre. A partir des signaux des satellites, qui émettent l'heure et leur position en continu avec une très grande précision, la balise calcule sa position dans l'espace en XYZ.

Dans les mesures de haute précision, les distances entre balises ne doivent pas dépasser 10 km, et la différence d'altitude entre les deux points doit être faible. Les balises doivent "voir" les satellites ; la précision diminue avec la densité des obstacles : arbres, immeubles, montagnes.

Précision

La résolution atteinte est le millimètre. En mode différentiel, où on compare la position d'une première balise placée en un point de référence et d'une seconde balise, et avec un logiciel de traitement performant, l'incertitude sur la position est de ± 5 mm en altitude, et de ± 2 mm en X et en Y pour des distances entre balises de 10 km maximum.

Mise en œuvre et robustesse

La mise en œuvre d'un système de mesure GPS devient complexe lorsque une haute précision est recherchée. Mais ce sont des appareils qui sont prévus pour fonctionner à l'extérieur dans des conditions difficiles.

Coûts Balise monofréquence de précision : 7 000 € Balise bifréquence de précision : 20 000 € (évolution rapide des prix). Télémesure Un système de mesure GPS est automatisable.

18 du

de

Sonde inclinométrique (30 ml)

Chaîne de capteur en place

Principe de mesure

Inclinomètre 2 axes à servo-accéléromètre

Electronivelle

Coût de fourniture : - Point de mesure - Appareil de lecture

-Tube:25€/ml

-Tube:25€/ml

Coût d'installation

1 heure

4 heures

Coût de mesure/point

- heure

Nul

Points forts

- Détection du tassement avant son influence sur les structures en place - Fiable

- Lecture instantanée - Surveillance permanente - Coût de mesure indépendant du temps - Analyses différées poussées

Points faibles

- Non automatisable ( mais possibilité de mettre une chaîne de capteurs dans ce forage) - Temps long pour lecture + dépouillement - Plus délicat qu'en forage vertical

- Investissement lourd au départ

- Sonde: 15 000 €

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS

N° 187

- Capteurs + acquisition : 1000 €/ml

JANVIER/FEVRIER 2OO5 !

Sonde incîinométrique (30 ml) Principe de mesure Coût de fourniture

Electronivelle

1400

Chaîne de capteur en place

Inclînomètre à servo-accéléromètre

Electronivelles

Inclinomètres à servo-accéléromètre

2700€

12 000 €

21 000 €

€

Coût d'installation

1 heure/capteur

Coût de mesure Points forts

Points faibles

Nul

- Mesures instantanées - Coût de mesure indépendant du temps - Analyses différées poussées

- Mesures instantanées - Surveillance permanente - Coût de mesure indépendant du temps - Analyses différées poussées - Mouvement d'ensemble de la structure-

- Pas trop cher

- Précis

- Pas trop cher

- Précis

- Précision moyene

-Cher

- Cumul des imprécisions

- Très cher

Nivelle portable Principe de mesure Sujétion d'emploi Coût de fourniture : - Point de mesure - Appareil de lecture

Clinomètre

Nivelle à vis micrométrique Inclinomètre 2 axes à servo-accéléromètre - Le site doit être accessible - 50 € (plaque)

-1 00 € (plaque)

175 €

10 000 €

Capteur fixe relevé par appareil de mesure portable Electronivelle

- 500 € (capteur) 1700 €

Coût d'installation

- Sur une structure : - heure/point de mesure - Sur le sol : 1 heure (fabrication du plot de béton)/point de mesure

Coût de mesure/point

2 minutes

Points forts

- Simple à installer et à utiliser - Précis (contrôle possible car double mesure par retournement)

- Système robuste - Pas cher Points faibles

30 secondes, 2 axes

10 secondes

-1 700 € (capteur) 1700€

10 secondes

- Automatisable - Pas de manipulation du capteur - Mémorisation électronique du résultat

- Lecture digitale - Pas trop cher - Mémorisation du résultat

- Non automatisable - Manipulation du capteur (incertitude)

Inclinomètre à servo-accéléromètre

- Précision moyenne

- Précis -Cher

-Cher

NB. Que les mesures soient manuelles ou automatiques, il convient de veiller à ce que l'embase support soit collée sur un plot ancré d'au moins 50 cm dans le sol (problème des effets de surface)

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 187 -JANVIER/FEVRIER 2OOS

Méthodes d'auscultation des ouvrages souterrains

ANNEXE G MESURE DES DÉPLACEMENTS EN FORAGE La mesure des mouvements à l'intérieur du massif au voisinage d'ouvrages souterrains nécessite de disposer de forages. Ceux-ci sont équipés de bagues ou de tubes spéciaux scellés au terrain dont ils suivent les mouvements ; on mesure alors les déplacements de ces bagues de trois manières :

• soit en ramenant les translations vers la tête du forage (en surface ou en souterrain) où elles sont mesurées par le biais de tiges rigides, comme dans les extensomètres classiques (cf. fiches Cl et C2) ;

1

soit en mesurant directement les mouvements en profondeur grâce à des capteurs fixes, implantés en divers points du forage (cf. fiches C3 et C4) ;

' soit en mesurant les mouvements grâce à une sonde mobile qui parcourt le forage en mesurant des distances et/ou des inclinaisons dans des intervalles déterminés (cf. fiches C5, C6

et C7).

Fiche Cl -

à • les extensomètres de profondeur, mis en place depuis le tunnel dans des forages radiaux (souvent 3 dans une même section droite du tunnel, orientés par exemple à 30°, 90° et 150° par rapport à l'horizontale) ; ils mesurent la différence de convergence entre la paroi et les points d'ancrage des tiges, éloignés de 2 à 10 m, voire 20 m lorsqu'on veut un point d'ancrage certainement fixe. Précision

La mesure se fait au comparateur entre l'extrémité de chaque tige et une platine solidaire du terrain au débouché du forage. La précision est celle du comparateur, soit 0,02 mm.

Tête extensomètre manuel à tiges

Difficultés ou limites d'utilisation

L'étendue de mesure n'est pas limitée (on peut toujours rallonger le comparateur). La profondeur du forage ne constitue pas non plus une limite, mais dans la pratique on ne dépasse guère 50 m en forage vertical. Pour des extensomètres débouchant en calotte, le relevé manuel nécessite une nacelle. La télémesure n'est par définition pas possible, ou alors il faut équiper l'extrémité des tiges de capteurs (cf. fiche C2). Mise en œuvre et robustesse

Définition et objectifs

C'est un appareil installé en forage et permettant de mesurer, grâce à une tige rigide ancrée dans le terrain en un point donné, la variation de distance entre ce point et le débouché du forage. Un même forage peut comporter 1 à 4 tiges ancrées chacune à une profondeur différente ; les tiges, à l'origine en invar, sont plutôt maintenant en fibre de verre. Cet appareil sert à étudier l'amplitude et l'extension des mouvements du massif autour d'un tunnel. On distingue : • les extensomètres de surface, le plus souvent verticaux ; ce sont les seuls à pouvoir être installés avant le passage du front, et à pouvoir mesurer la convergence totale du massif à quelques décimètres de l'extrados du futur tunnel ;

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS

N° 1 37

Le scellement de plusieurs tiges à des profondeurs différentes est une opération délicate, surtout dans des forages remontants ; de plus, la technique de scellement doit être bien adaptée au terrain, à la présence d'eau dans les forages descendants, etc. Mais ce sont des appareils très robustes, sous réserve que le scellement des tiges ait été bien fait, et que la tête du forage soit bien protégée contre les chocs (surtout pour les extensomètres débouchant en surface). Coûts et délais

Forage : 800 € pour 10 ml Matériel : 400 € par tige de 10 ml Scellement d'une tige : 1 h en forage descendant, 2 h en forage

JANVIER/FEVRIER 2OO5 i

Méthodes d'auscultation des ouvrages souterrains

Fiche C2 - ixtensomèfre à Mise en œuvre et robustesse

La principale difficulté reste le scellement de l'ancrage des tiges, comme pour l'extensomètre manuel. Le montage des capteurs sur la tête des tiges est assez simple. Par ailleurs, les renseignements tirés seront d'autant plus intéressants que l'appareillage sera mis en place tôt (au plus près du front). Ce sont des appareils assez robustes. Seuls les capteurs craignent la foudre, mais ils peuvent facilement être remplacés en tête de forage s'ils sont endommagés ; il est cependant nécessaire de réétalonner le dispositif pour assurer la continuité des résultats. Coûts et délais

Pour un extensomètre triple avec tiges ancrées à 1 m, 3 m et 10 m de la paroi, il faut compter, outre le forage lui-même, 800 € pour les tiges et 1000 € pour les capteurs, non compris la centrale d'acquisition toujours commune à plusieurs extensomètres (à partir de 3000 €).

Mise en place d'un extensomètre à tiges dans un forage en paroi

Principe et obectifs

Identiques à ceux de l'extensomètre manuel (cf. fiche Bl), sauf pour la mesure en tête de forage : le comparateur est remplacé par des capteurs de déplacement (un par tige), ce qui rend l'appareil facilement automatisable. Cependant, si la distance entre la tête de forage et la centrale d'acquisition est trop grande, il faut interposer un système de conditionnement du signal. Précision

L'installation d'une section de mesures avec 3 extensomètres triples remontants, y compris le câblage, est un travail délicat qui demande 2 interventions d'une demi-journée (séparées par le temps nécessaire au durcissement du coulis) pour un technicien confirmé et un aide, forages non compris.

Celle des capteurs, soit 0,01 mm. Difficultés ou limites d'utilisation

Le problème principal est que la course des capteurs de déplacement doit être adaptée à l'amplitude des mouvements différentiels, que justement on ne sait pas bien prévoir dans les sections de mesure justifiant un tel appareillage ; en cas de dépassement de l'amplitude prévue, il faut alors intervenir pour rallonger la tige. Tête d'extensomètre à capteurs électriques

O-

à

Définition et objectifs

Précision

Les objectifs et la disposition générale sont identiques à ceux des extensomètres à tiges. Mais ici il n'y a qu'une seule tige, ancrée soit en tête soit en fond de forage ; cette tige coulisse dans des bagues qui sont fixées sur des tubes plastiques télescopiques, eux-mêmes solidaires du massif ; il peut y avoir jusqu'à 12 bagues, au droit desquelles se trouvent autant de capteurs de déplacement fixés sur la tige. On utilise des capteurs à induction électromagnétique (qui délivrent une fréquence), dans des forages 0 80 à 100 mm pouvant atteindre 100 m de longueur et d'orientation quelconque.

Le mouvement relatif de chaque bague le long de chaque capteur peut atteindre 120 mm, tout en gardant pour chaque mesure une précision de 0,1 mm ; cette précision, jointe au grand nombre de points de mesure, constitue l'avantage majeur de cet appareil ; des exemples montrent qu'elle peut être maintenue au-delà de 20 ans. Limites d'utilisation

La convergence du massif ne doit pas dépasser la course des capteurs, en particulier pour les points les plus proches de la paroi.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS

N° 1 87

JANVIER/FEVRIER 2OO5

Méthodes d'auscultation des ouvrages souterrains

Robustesse

Ce matériel présente une relative fragilité liée à celle des capteurs, qui intègrent des composants électroniques. Ceux-ci présentent une certaine mortalité, liée à, la conductivité des terrains : la chaîne de mesure est protégée contre la foudre, mais le courant peut être transmis par le sol ; on doit alors démonter la tige et remonter les capteurs pour les réparer. On peut pallier ces faiblesses en ramenant des éléments électroniques en tête de forage, afin de pouvoir les changer facilement sans altérer les caractéristiques des circuits. Il faut aussi faire attention aux problèmes d'étanchéité lors de la mis en place. Difficultés de mise en œuvre

La principale difficulté est ici la mise en place, avec deux points décisifs : le bon ancrage des tubes plastiques solidaires du

terrain, avec injections de scellement, et le positionnement correct des capteurs au droit des anneaux compte tenu du sens prévisible des mouvements du terrain. Coûts et délais

Forage : 1000 € pour 15 ml ; Matériel (hors centrale d'acquisition) : environ 6000 € pour un appareil à 6 points.

Installation : 2 jours (hors forage). Possibilité de télémesure

Immédiate, des câbles transmettant facilement à grande distance la fréquence de résonance de chaque circuit oscillant.

€4 Principe et objectifs

Un forage est équipé d'une chaîne de capteurs fixes, monodirectionnels (en forages verticaux ou horizontaux) ou bidirectionnels (en forages verticaux seulement). Chaque capteur mesure une variation angulaire ; la technologie du capteur est le plus souvent basée sur l'électronivelle (cf. fiche B5), mais il existe aussi des chaînes inclinométriques en place utilisant des capteurs à corde vibrante, magnéto-résistifs ou capacitifs. Les capteurs sont des éléments de 1, 2 ou 3 m ; placés bout à bout, ils forment une chaîne pouvant atteindre une centaine de mètres ; celle-ci est placée à demeure dans un forage équipé d'un tube rainure de même nature que celui des sondes inclinométriques (cf. fiche B6). La déformation globale du forage est calculée par intégration des mouvements angulaires relevés par chaque capteur tout au long du forage. Précision

Les constructeurs annoncent une fidélité (répétabilité) de ± 0,01 mm/m. Dans la pratique, il faut se méfier de la dérive de ces capteurs et de leur sensibilité aux conditions d'environnement (vibrations, variations de température...). Il est plus raisonnable d'annoncer une fidélité de ± 0,1 mm/m, qui tient compte de toutes les incertitudes et des conditions de chantier. Ainsi, en supposant que le pied d'un forage vertical de 30 m est stable, la position de sa tête sera donnée à ± 3 mm. Il est d'ailleurs recommandé d'installer un forage tube jumeau pour faire des mesures de contrôle régulières à l'aide d'une sonde inclinométrique à servo-accéléromètre (cf. fiche C6). L'étendue de mesure du capteur est de ± 10°.

en Coût II faut compter 10 000 € pour une chaîne inclinométrique en place de 30 m constituée de 10 capteurs, hors forage, tubage et installation. Mais une fois la chaîne installée, le coût de la mesure est indépendant du pas de temps. Conclusion

- Points forts : cette chaîne fournit une mesure automatique des déformations horizontales d'un forage vertical, ou des déformations verticales d'un forage horizontal ; elle est facilement transformable en un outil de mesure temps réel. - Points faibles : coût élevé à l'installation, et problèmes de fidélité des capteurs. Variante : chaîne inclinométrique à capteurs inductifs

Une variante moins courante est d'est équiper le forage d'une chaîne de capteurs inductifs, mono- ou bidirectionnels. Le principe de ces capteurs est de détecter les déplacements d'un pendule cible entre deux bobines de détection. Contrairement aux inclinomètres habituels, cette chaîne ne nécessite pas de tubes rainures. Le capteur inductif a une résolution angulaire de l'ordre de 1 à 5.10~' radian, et donc une précision de l'ordre de 1 à 5.10~4 radian, suivant l'étendue de mesure de l'appareil. On a pu équiper ainsi un forage de 600 m de profondeur avec 42 points de mesure. Les mesures sont bien sûr facilement automatisables. La sortie en fréquence de ces capteurs facilite son acquisition à grande distance et constitue l'un des avantages principaux de ce système (comme pour les cordes vibrantes).

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 187 -JANVIER/FEVRIER ZOOS I

Méthodes d'auscultation des ouvrages souterrains

€5 Principe et objectifs

L'objectif initial de cet appareil, d'origine suisse, était de mesurer les déplacements axiaux dans un forage. Le principe de base est de découper le forage en tronçons calibrés élémentaires de 1 m, dont on vient mesurer périodiquement les variations de longueur. Du fait de cette conception modulaire, l'appareil peut être aussi bien rallongé que raccourci après son installation initiale, au gré des évolutions de l'ouvrage, sans que soit altérée la référence initiale des mesures. Un modèle courant est le " sliding micrometer ", qui comprend les éléments suivants : • un tubage PVC souple constitué de tronçons indépendants de 1 m de long, scellés au massif dont ils suivent les déformations ; • des bagues en laiton usiné, qui séparent chaque tronçon du tubage ; • une sonde mobile, qui vient mesurer avec une grande précision, tronçon par tronçon, la distance entre bagues contigues, • un train de tige servant à positionner la sonde (avec un treuil au-delà de 30 m). Utilisation au front de taille

C'est la modularité de cette méthode qui la rend particulièrement bien adaptée à la mesure des déformations à l'avant du front de taille. L'appareil, installé au front dans un forage horizontal, est parfois nommé " extrusomètre ", car il mesure la déformation longitudinale (ou extrusion) du noyau d'avancement. Tant que l'autre extrémité de l'appareil n'est pas influencée par l'avancement, la somme des allongements des tronçons élémentaires est une mesure de l'extrusion totale du front. A chaque passe d'avancement, un ou plusieurs tronçons sont détruits, mais le système reste opérationnel. Précision Dans la sonde, la variation d'écartement entre bagues contigues est mesurée par un capteur inductif de déplacement de type LVDT, qui donne une excellente précision, en principe 3 microns pour une base de 1 m ; la course du capteur est de ± 5 mm. Il existe des sondes moins sophistiquées, donc moins coûteuses, qui donnent une précision de 0,03 mm/m (" Sliding Deformeter ").

Mise en œuvre En position verticale, la longueur totale du tubage équipé peut atteindre 100 m. En configuration d'extrusomètre, on équipe un forage horizontal dont la longueur est de 2 à 3 fois le diamètre de l'excavation, en tous cas supérieure à celle des boulons longitudinaux ; ceci nécessite une stabilité minimale du forage nu. Si on veut mesurer l'extrusion du front tout au long de l'avancement du tunnel, un nouveau forage doit être équipé dès que des mouvements sont décelés dans le tronçon le plus éloigné du front. De bonnes mesures nécessitent un excellent contact mécanique entre les bagues et la sonde, sans poussière ni dépôt. Robustesse

Le dispositif est très robuste et moins perturbé par les grandes déformations que les inclinomètres à tubes rainures. Il faut

Mise en place d'un extensomètre au fond d'un puits

bien sûr veiller à l'équilibre thermique entre le terrain et la sonde, et étalonner périodiquement la sonde sur un bâti en invar. Pour une utilisation comme extrusomètre, il faut veiller lors de l'excavation du front à bien obturer la partie du forage qui ne sera pas détruite ; en cas d'excavation à l'explosif, il faut positionner les trous du bouchon à plusieurs mètres de l'appareil pour limiter l'endommagement. Coûts et délais Coût du tubage et des bagues pour un Sliding Micrometer : 70 €/ml (hors coût du forage) ; coût de la sonde, des tiges de guidage et du poste de mesure : 25 000 € ; pour un appareillage de type Sliding Deformeter, moins précis, le prk est divisé par deux. Durée de mise en place d'un extensomètre : 6 h avec 2 opérateurs pour 20 ml, y compris mesure à blanc. Durée des mesures pour forage de 20 ml : 2 h avec un seul opérateur. NB. Un nouveau développement du " Sliding micrometer " a été réalisé en équipant la même sonde de deux capteurs d'inclinaison (servo-accéléromètres, cf. fiche B6), disposés dans des directions perpendiculaires. Appliqué à un forage vertical, le dispositif ainsi obtenu devient à la fois un tassomètre et un indinomètre ; ceci est particulièrement intéressant pour suivre depuis la surface les mouvements du terrain au voisinage de l'extrados d'un tunnel, notamment avant le passage du front. La précision obtenue sur les déplacements transversaux est de ± 0,1 mm.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS

N° 1 87 - JANVIER/FEVRIER 2OO5

Méthodes d'aus

Fiche C6 - Sonde inclinométrique à senfo-accéiéromètre doit faire attention à l'agressivité chimique du terrain. Les tubes sont rainures dans deux directions perpendiculaires (les tubes en aluminium ont une meilleure qualité de rainurage et une plus grande déformabilité). La mise en place des tubes, avec les rainures convenablement orientées, est délicate ; en particulier, leur rotation tout au long du tube doit être évitée ; si on ne peut l'éviter, elle est mesurable avec un appareil spécial. Conditions de mise en œuvre

Sonde inclinométrique à servo-accéléromètre

Principe et objectifs

C'est l'inclinomètre de forage le plus largement utilisé. La sonde inclinométrique construite autour d'un servo-accéléromètre est inséparable des tubes rainures, qui sont scellés au terrain dans des forages verticaux ; elle permet de mesurer les déplacements horizontaux de ces tubes, par intégration des variations angulaires relevées tout au long des tubes. La mesure inclinométrique consiste à mesurer à partir d'une date donnée l'angle de la sonde avec la verticale tous les 0,50 m, en commençant par le fond du forage. Par intégration à partir du fond du forage et par différence avec la mesure initiale tout au long du forage, on obtient les déplacements dans deux directions perpendiculaires. Les tubes inclinométriques sont livrés par longueurs de 3 m, et réunis entre eux par des manchons dits télescopiques. En fait, l'adaptation aux mouvements du terrain des tubes résulte du faible module de déformation des tubes et du coulis de scellement. Les tubes sont en plastique ou en métal, sachant que l'on

Cette mesure a fait l'objet de la norme NF P 94 156, qui précise que l'on doit faire une double mesure en retournant la sonde. En complément à cette norme, on attirera l'attention sur les causes d'erreur qui peuvent être introduites par l'usure et l'instabilité, non de la partie centrale du capteur, mais des éléments annexes comme les roulettes, les axes de ces dernières, les ressorts d'application des roulettes, et le câble qui sert à repérer la profondeur des mesures successives. La profondeur maximale des forages équipés atteint 100 à 120 m. Précision

Selon la norme NF, l'intervalle de répétabilité des mesures (à 2 écarts-types) est meilleur que ± 4.10-4 radian ; en fait, pour un forage de 80 m, l'incertitude sur le déplacement est inférieure à 2 mm. Les premiers mouvements mesurés sont souvent dus à la " mise en place " du tube dans son forage. La mesure n'est pas automatisable, mais le processus peut être facilité par des logiciels de saisie et de traitement adaptés, qui évitent toute écriture manuelle et dessinent directement la déformée du forage. Coût et délais

Le coût d'un tube inclinométrique est de l'ordre de 25 €/m, pièces annexes comprises. Sa mise en place demande 1 jour pour une longueur de l'ordre de 30 ml. Une sonde inclinométrique bidirectionnelle coûte environ 6 000 €, plus le touret et le poste de lecture (5 000 à 7 000 €). La mesure d'un forage de 30 ml avec retournement (double mesure) prend environ 1/2 heure.

C7 • Principe

Mise en œuvre et robustesse

Le but de cet appareil mis au point par le LCPC est de mesurer les déplacements verticaux tout au long d'un forage vertical. Un tube équipé de bagues magnétiques est placé dans un forage, et l'ensemble est scellé au terrain. Les déplacements verticaux du terrain qui provoquent le déplacement des bagues sont mesurés par une sonde que l'on glisse dans le tube, et qui repère la position précise des bagues par rapport à la surface.

La mise en œuvre ne pose pas de difficulté. La procédure de mesure doit être bien établie ; il est fréquent qu'une bague donne une ou plusieurs positions fantômes qu'il faut reconnaître. Mais c'est un appareil de mesure robuste.

Précision et limites d'utilisation

Elle dépend de la qualité du scellement et de la précision de la graduation du câble de la sonde : ± 5 mm au mieux pour une profondeur de 30 m. Il n'y a pas a priori de limite de profondeur, mais bien sûr plus la profondeur est grande, plus la précision est faible, comme pour toute diagraphie.

Coûts et délais

• Matériel de mesure : 850 €. Bagues : 50 €/unité. Tube : 50 € pour 3 m. • Durée d'installation : quelques heures, hors durcissement du coulis. • Relevé : 1 h pour un tassomètre de 30 m de profondeur. Télémesure Appareil très difficilement automatisable.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N= 187 -JANVIER/FEVRIER 2OO5

Méthodes d'auscultation

ANNEXE D MESURE DES DÉPLACEMENTS À LA PAROI La mesure des mouvements que subissent les parois d'un ouvrage souterrain est plus délicate en profondeur qu'à l'air libre car on manque en général de repères stables, c'est-à-dire non influencés par les travaux ; mais pour des ouvrages en construction, on se contente très souvent de mesures relatives, en particulier à grande profondeur. Trois types de méthodes sont utilisées : • les mesures topographiques sur repères fixés à la paroi, qui sont devenues de plus en plus courantes depuis que les tachéomètres peuvent mesurer à la fois les distances et les angles (cf. fiche Dl) ; elles sont très bien adaptées aux travaux neufs, où l'on s'intéresse surtout à des déformations centimetriques voire décimétriques ;

1

les mesures classiques de convergence au fil invar (cf. fiche D2), qui sont plus précises que les mesures optiques, mais malcommodes à exécuter dans des ouvrages en construction ou sous circulation ; elles restent cependant très utilisées pour certains ouvrages en exploitation (où l'on s'intéresse plutôt à des variations millimétriques), ainsi que pour des galeries expérimentales ou de petites dimensions ; 1 la mesure de l'évolution de fissures ou de joints structurels, réalisée soit avec des capteurs fixes reliés à une centrale d'acquisition (cf. fiches D3 et D4), soit avec un fissuromètre portable que l'on déplace de base en base (cf. fiche D5).

Fiche Dl Avantages indirects pour le chantier

- Les arrêts de chantier et autres gênes occasionnées par la méthode du fil invar (cf. fiches D2 et D3) sont supprimés. - Les cibles sont utilisables par divers services (topographe du chantier, contrôle extérieur...).

Repères réfléchissants pour mesure optique de convergence (4 sections de mesure visibles en calotte)

Avantages en terme de sécurité

Définition

Pendant longtemps, l'auscultation en souterrain par méthodes topographiques en souterrain ne permettait que des mesures de nivellement, au demeurant très précises même avec un simple niveau à bulle. Dans les années 1990, les mesures optiques de convergence se sont imposées grâce aux progrès des appareils topographiques de haute précision (tachéomètres électroniques ou théodoËtes), avec lesquels on vise des cibles réfléchissantes scellées à la paroi de l'ouvrage. La mesure des distances et des angles permet alors de calculer la position en XYZ de tous les points visés par rapport à un point de référence supposé fixe, ainsi que la valeur des convergences et tassements (absolus ou différentiels). Avantages directs pour le processus de mesure

- Cette méthode ne nécessite qu'un seul opérateur en galerie (sauf pour le scellement des cibles qui nécessite une nacelle) ; le travail de mesure proprement dit est généralement rapide, et les mesures faciles.

- Les opérations de saisie sont supprimées grâce à l'enregistrement direct des mesures, et le contenu de la mémoire incluse dans l'appareil de visée est transféré sur ordinateur ; l'intervention humaine est donc limitée et les calculs automatisés, ce qui rend le processus très fiable. - La méthode est applicable aussi bien aux grandes voûtes qu'aux petites galeries.

- Suppression des risques de blessure liés au fil invar tendu entre piédroits, peu visible. - Plus d'échelle ni de nacelle pour accéder à chaque mesure aux repères en hauteur. - Amélioration des conditions de travail (moindre fatigue physique, pas de contraintes d'horaires, moins de temps d'attente et de temps passé en galerie). Précision de la méthode Elle dépend essentiellement du matériel utilisé, de l'atmosphère du chantier (chaleur, poussière...), de l'opérateur et de î'éloignement du point de mesure. En effet, toutes les mesures optiques sont influencées par l'indice de réfraction de l'air, qui est variable selon la température, l'hygrométrie et la pression. L'incertitude de mesure est de ± 0,5 mm, et de ± 0,3 mm quand les conditions sont très favorables. La distance de mesure compatible avec cette précision va de 5 m à 30 m ; au-delà, les mesures sont toujours possibles mais la précision baisse. Facilité de mise en œuvre et robustesse

Les mesures sont faciles sous réserve que l'atmosphère de la galerie soit suffisamment propre et que les cibles soient bien éclairées ; elles nécessitent l'absence de vibrations. De son côté, le tachéomètre est un appareil robuste, qui nécessite cependant une révision annuelle. Coût

- Tachéomètre : environ 25 000 € - Cibles bi-réflex : 30 à 60 € selon le type de cible et la quantité commandée.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS

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JANVIER/FEVRIER 2OO5

Méthodes d'auscultation i

D2 -

à fil invar précis arrête la mesure lorsqu'une tension préréglée par le fabricant est atteinte ; un compteur associé au moteur affiche alors la distance résiduelle.

Distancemètre

absolu à fil invar

Principe et objectifs On mesure à différentes dates la longueur de cordes (au sens géométrique) joignant des plots scellés dans le parement d'une section de tunnel. L'appareillage comprend, outre les plots et l'appareil de mesure, un jeu de fils calibrés en acier invar, de différentes longueurs, permettant de mesurer toutes les distances souhaitées en les mettant bout à bout (principe du jeu de poids). Ces fils sont tendus entre deux plots par l'intermédiaire d'un appareil mesurant sous tension constante la distance résiduelle. Un " profil de convergence " comprend typiquement 3 (ou 5) plots, dont un en calotte, ce qui permet de mesurer jusqu'à 10 cordes horizontales ou obliques. Précision et limites d'utilisation L'incertitude de mesure est de ± 0,2 mm pour des bases décamétriques, et de ± 0,1 mm pour de petites galeries ou puits (0 < 5 m) ; elle donc meilleure que celle des mesures optiques, et indépendante de l'atmosphère du tunnel. Cependant, la précision diminue au-delà de 20 m. Bien entendu, il ne faut pas d'obstacle fixe en travers de la galerie, et il faut pouvoir arrêter facilement la circulation des engins. Mise en œuvre et robustesse La mise en œuvre est délicate dans l'embarras des travaux, avec des risques pour le personnel et le matériel du fait des circulations ; ainsi, dans les tunnels en exploitation, chaque mesure requiert un arrêt du trafic ; de plus, une nacelle est nécessaire lorsque la section comprend des repères en voûte. Mais c'est un appareillage robuste, où les chutes sont cependant à éviter. Un étalonnage du matériel est nécessaire pour le suivi à long terme ; il peut être fait sur un banc interférométrique, ou à défaut remplacé par l'utilisation d'une deuxième série de fils calibrés et de bases de référence. Différents types de matériel II existe des modèles mécaniques et des modèles électriques : • dans les modèles mécaniques (type LRPC), la tension constante du fil est obtenue à l'aide d'une molette manuelle, et la lecture de la distance résiduelle est effectuée sur un vernier : on mesure donc la distance absolue entre deux plots, mesure qui peut être répétée périodiquement sous réserve d'un bon étalonnage des fils. Par ailleurs, ces appareils permettent les mesures subaquatiques ; • dans les modèles électriques, la mise en tension du système est effectuée par un moteur électrique ; un dynamomètre très TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS

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Il existe également un autre dispositif à moteur électrique, mais qui n'utilise pas de fils calibrés et ne peut donc mesurer que des variations de longueur entre tournées successives. Dans ce cas, lors de la première mesure, la longueur d'un fil invar unique est ajustée à celle de la corde à mesurer (la course de l'appareil étant de 60 mm), ce fil devant être conservé pour la mesure suivante. Il y a donc autant de fils de mesure que de cordes à mesurer (cependant, on utilise souvent le même fil pour plusieurs cordes de longueur différente, en sertissant sur le fil une olive d'acier à une distance correspondant à la longueur de chaque corde). Si un fil est déformé ou cassé lors d'une manipulation, il doit être remplacé, ce qui interrompt la continuité du suivi des convergences.

Coûts • Coût du matériel de mesure : 10 000 € pour le distancemètre mécanique, 15 000 € pour le distancemètre électrique ; plots : 35 €/U ; fil invar : 15 € le ml. • Fourniture et pose pour une section de 5 plots : 500 €. • Prestation de mesure pour un profil à 5 repères : 1 h, avec 2 opérateurs plus le chauffeur de la nacelle. Télémesure Rarement automatisable. Cependant des dispositifs permanents de mesure au fil invar, reliés à une centrale de mesure, sont utilisés pour la surveillance de certains ouvrages souterrains non circules. NB. Une variante du distancemètre mécanique est le distancemètre à ruban invar. Cet appareil, qui était déjà moins utilisé que le système à fil invar avant l'apparition des méthodes optiques, ne s'en distingue que par les caractères suivants : • mesure de longueur absolue par lecture d'un ruban gradué, • appareil plus lourd et encombrant, difficile à manipuler pour des plots d'accès difficile, •précision moins bonne au-delà de 10 m, car le ruban, sensible aux courants d'air et à son poids, prend une forme de chaînette, • matériel de mesure moins coûteux (2500 €).

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Mesure de convergence au fil invar

Méthodes d'auscultation des ouvrages souterrains

S

Fiche D3 -

à corde vibrante

Principe et objectif L'extensomètre à corde vibrante est un appareil à base décimetrique qui mesure la déformation du support dont il est solidaire ; on peut aussi en déduire la variation de l'état de contrainte de ce support, si l'on connaît son module. C'est un appareil très courant pour mesurer les efforts dans un cintre (sur lequel l'extensomètre est soudé), ou au sein d'une voûte en béton coffré (on positionne alors à l'intérieur de la voûte, avant bétonnage, des paires d'extensomètres : l'un à l'extrados, l'autre à l'intrados, voire un 3ème près de la fibre neutre). La déformation de l'extensomètre est mesurée par l'intermédiaire de la variation de fréquence de résonance d'une corde vibrante (cf. fiche A3). Précision C'est un appareil de très grande précision et répétabilité. Le principe de la mesure, celle d'une fréquence, permet d'atteindre aisément une résolution de 0,1 micromètre par mètre, d'où une incertitude habituelle de mesure de ± 3. IQ~6. Robustesse C'est un capteur extrêmement robuste, dont la durée de vie est de plusieurs dizaines d'années ; dans ce cas, on peut traiter les résultats annuels par des méthodes statistiques qui permettent de bien séparer les différents facteurs gouvernant la déforma-

tion du capteur : température, fluage du béton, évolution des sollicitations. Cette possibilité est utilisée en particulier pour ausculter à long terme le revêtement de tunnels dans des terrains à comportement différé (marnes, argiles, gypse...). La stabilité de la mesure est certainement la meilleure de l'ensemble des capteurs du génie civil.

Limites d'utilisation La partie sensible du capteur, k corde en acier, compense les effets de la température du support en acier et dans une moindre mesure celle du béton. Mais un étalonnage est nécessaire car le coefficient de correction en température du capteur n'est pas parfaitement connu. L'étendue de mesure est limitée en partie haute par le fluage (voire la rupture) de la corde, et en partie basse par sa mauvaise réponse à basse fréquence.

Coût • Capteur : 120 à 200 € ; poste de lecture mobile : 3000 € ; centrale de mesure fixe : à partir de 4 000 €. • Temps d'installation : 5 capteurs par heure ; durée d'un relevé : 5 minutes par point. Télémesure Mesures automatisables.

114 -

à

Principe et objectif On mesure les variations d'ouverture d'une fissure par l'intermédiaire de la variation de longueur d'une corde vibrante, dont on mesure la fréquence de résonance (cf. fiche A3). Comme tous les appareils à corde vibrante, c'est un dispositif d'une très grande précision : l'incertitude de mesure est de quelques centièmes de mm.

dans le temps est possible, d'où la nécessité d'un contrôle périodique avec un fissuromètre mécanique.

Limite d'utilisation et robustesse Une fois fixé de part et d'autre de la fissure, l'appareil a une course limitée à quelques dixièmes de mm seulement. Mais sa mise en œuvre est aisée et rapide. De plus, c'est un appareil robuste et très fiable ; mais il faut garder à l'esprit qu'une dérive

Télémesure

D5 -

Coût • Fourniture de l'appareil : 170 €. Poste de lecture : 1700 €. • Temps de mesure: quelques minutes. Facilement automatisable, ce qui est intéressant car il y a souvent beaucoup de points de mesure à suivre, difficiles d'accès. Le coût d'une centrale de mesures avec une trentaine de voies est de 7000 € environ.

à

Principe et objectif

Fixé à demeure de part et d'autre des lèvres d'une fissure, cet appareil comprend principalement un ou des capteurs électriques de déplacement (inductifs ou résistifs), qui permettent de mesurer les déplacements relatifs des lèvres de la fissure avec une précision de l'ordre de quelques centièmes de mm. Mais par rapport au fissuromètre à corde vibrante, cet appareil a une course beaucoup plus grande (du millimètre au centimètre) ; les modèles tridimensionnels permettent surtout de mesurer les 3 composantes du déplacement relatif d'une fissure (ouverture, rejet et désaffleurement).

Mise en œuvre et robustesse La mise en œuvre d'un fissuromètre est aisée et la lecture rapide. C'est un matériel robuste et très fiable ; il doit cependant être protégé des salissures et de l'humidité.

Coût • Fourniture d'un appareil unidirectionnel : de 170 à 250 € ; pour un appareil tridirectionnel, il faut compter de 600 à 900 €. • Temps de lecture : quelques minutes. Télémesure Facilement automatisable. Le coût d'une centrale de mesure avec une trentaine de voies est de 7000 € environ.

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Méthodes d'auscultation des oywages souterrains

Fiche D6 - Fissuromètre mécanique Principe et objectif Le principe de cette méthode consiste à matérialiser sur la paroi, de part et d'autre d'une fissure, une base de mesurefixe, et de venir périodiquement la relever avec un appareil portable qui permet de mesurer des longueurs. Les appareils les plus courants sont les suivants : • les fissuromètres unidirectionnels : leur base de mesure comprend deux plots scellés dans la paroi, distants d'environ 100 mm, et munis d'une tête usinée (sphérique ou conique). L'appareil vient se caler sur ces têtes et la distance qui les sépare est mesurée par un comparateur mécanique. Une base de référence indéformable permet de régler le comparateur avant chaque mesure. L'incertitude de mesure est excellente : ± 0,2mm; • les fissuromètres tridirectionnels ; la base de mesure peut être constituée soit de deux éléments métalliques coudés scellés de part et d'autre de la fissure (type Vinchon), soit comporter une pige centrale (type CETE) ; la disposition de cette base est telle qu'elle permet de mesurer les 3 composantes du déplacement relatif des épontes ; la course permise est de 10 à

40 mm. Les mesures se font avec un palmer ou un pied à coulisse ; la précision est de l'ordre du dixième de mm. Mise en œuvre et robustesse La mise en œuvre est rapide, mais nécessite une nacelle pour les points difficiles d'accès. La seule limitation est la course des appareils qui, une fois la base scellée, ne dépasse pas quelques centimètres ; mais en cas de déformations importantes, l'installation de nouvelles bases est peu coûteuse. Ce sont des dispositifs simples et robustes, ils doivent cependant être protégés des risques de détérioration accidentelle et des salissures par un capot. Pour le long terme, il faut utiliser des dispositifs en alliage inoxydable. Coût et délais • Fourniture d'un appareil tridirectionnel en inox : 600 €. • Temps d'installation d'une base type Vinchon : 1/2 heure ; temps de mesure : quelques minutes. Télémesure Non automatisable par définition.

ANNEXE E MESURE DES PARAMÉTRES MÉGANIQUES Cette annexe regroupe trois types de mesures très différentes : (a) La mesure des efforts au sein ou à l'extrémité d'éléments de soutènement (cintres ou butons le plus souvent) ; ces mesures peuvent être bien maîtrisées sur les chantiers et donnent des résultats dont l'incertitude est connue ; elles font l'objet des fiches El à E3, auxquelles il y aurait lieu de rajouter la fiche D4 (extensomètre à corde vibrante), déjà citée pour la mesure des déplacements mais très souvent utilisée pour mesurer les efforts dans les cintres et les butons ; (b) La mesure des contraintes dans le massif ou le soutènement, objet des fiches E4 à E7 ; contrairement aux premières, ces mesures sont toujours difficiles et approximatives, pour au moins trois raisons : • l'introduction d'un appareil de mesure dans le milieu à tester modifie forcément l'état de contraintes là où on veut le mesurer (sauf dans le cas des extensomètres mis en place dans une voûte avant de couler le béton) ;

• on ne peut extrapoler valablement l'état de contraintes mesuré dans un volume donné que dans le cas exceptionnel d'un massif non fracturé ; dans les massifs fracturés, on ignore souvent la représentativité des mesures effectuées, qui donnent une information essentiellement ponctuelle dont l'incertitude propre est par ailleurs très élevée ; • les mesures ponctuelles de contrainte en milieu rocheux (surcarottage et borehole slotter) nécessitent de faire des hypothèses supplémentaires quant aux paramètres élastiques du milieu étudié ; ces méthodes sont citées ici par souci d'homogénéité, bien qu'elles soient surtout utilisées dans le cadre de reconnaissances préalables plutôt que pour l'auscultation. Par contre, les mesures de contraintes par fracturation hydraulique n'ont pas été décrites car elles relèvent plus de la reconnaissance géotechnique par forages profonds. c) La mesure des vibrations engendrées par certaines méthodes d'excavation comme le tir à l'explosif, le brise-roche, etc. (fiche E8).

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Méthodes d'c

Fiche El - Dynamomètre

Cale dynamométrique en pied de cintre, avec capteur dépression Principe et objectifs

C'est un capteur qui mesure une force. Il est utilisé le plus souvent pour suivre la tension d'un tirant ou d'un boulon (donc la pression qu'il exerce sur sa plaque d'appui), ou encore la compression exercée par un pied de cintre. Le principe de mesure est le plus souvent la mesure directe de la pression engendrée par cette force, au moyen de capteurs variés : à corde vibrante, à contre pression, à jauge électrique ou encore à manomètre électrique.

E2 •

de

Principe Une jauge de contrainte est composée d'un fil ou d'une trame métallique conductrice insérée dans un élément plastique. La jauge est collée directement sur la pièce à tester ou sur un support métallique intermédiaire. La déformation du support entraîne celle du fil métallique, donc une variation de sa résistance électrique, variation qui est mesurée par un dispositif électrique du type pont de Wheastone. Ces jauges, ou des modèles semblables mais à trame semi-conductrice, sont généralement l'élément sensible des capteurs industriels. En génie civil, elles servent à mesurer les efforts dans les cintres ou les butons, plus généralement sur des structures métalliques, rarement sur le béton et jamais dans le terrain.

La mesure est ponctuelle, sur la longueur de la jauge qui est habituellement de 6 mm. Pour les milieux poreux ou microfissurés, il faut utiliser des jauges de grande longueur (60 mm ou plus), plus difficiles à mettre en place. Pour les structures, il faut multiplier le nombre de jauges sur une section afin de faire une moyenne ; on en utilise aussi pour suivre l'évolution des efforts dans des boulons instrumentés, où l'on colle des jauges à intervalles réguliers Précision En laboratoire, la résolution est meilleure que un micromètre par mètre. Sur site, en l'absence de dérive, la précision à long terme atteint 10~5. Limites d'utilisation Les variations de résistance mesurées sont très faibles, donc très sensibles aux grandeurs parasites (humidité particulièrement).

Précision L'incertitude habituelle de mesure est de ± 5 % de l'étendue de mesure. Limite d'utilisation Les gammes de mesure sont très variables selon les capteurs, mais la mesure des forces faibles est délicate. Les capteurs sont souvent sensibles à l'excentrement de la force appliquée et à la température. Mise en œuvre et robustesse La force appliquée doit être centrée et répartie convenablement sur le capteur. Mais ce sont des appareils robustes - à l'exception des modèles à jauges, réservés au laboratoire. Coût • Capteur : 800 à 1800 € suivant la gamme ; poste de mesure : 2800 €. • Temps d'installation : 5 capteurs par heure. • Mesure : 5 minutes par capteur. Télémesure Capteurs automatisables (sauf pour les modèles à contre pression).

en Les jauges installées sur site présentent fréquemment des dérives non maîtrisables à long terme.

Les jauges, bien que compensées en température pour un type de support (acier ou béton, par exemple), ne le sont effectivement que dans une plage limitée de température, indiquée par le constructeur ; au-delà, la compensation devient une source d'erreur non négligeable. La mesure d'une jauge inactive du site, ou des montages à plusieurs jauges (demi-pont ou pont complet), limitent l'effet de la température sur la mesure. Mise en œuvre et robustesse

Le collage ou la soudure des jauges est un travail de spécialiste ; la protection des jauges et des câbles doit être sans faille. Les difficultés de tenue à long terme sur site limitent l'usage de ces jauges à des mesures de courte durée. La mesure elle-même sur le site est délicate car la moindre variation de résistance (au niveau des contacts, par exemple) est vue comme une déformation ! Globalement, la robustesse de jauges, même bien installées et protégées sur site, peut être qualifiée de moyenne ; elles sont très sensibles à l'humidité.

Coût •Jauge:2à25€; poste de mesure manuel : 2 500 €. • Installation : 0,5 h par point instrumenté. • Mesure : 5 minutes par jauge. Télémesure Mesures automatisables grâce à des conditionneurs spécifiques.

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13 - Cellule hydraulique à Définition et objectifs

Cet appareil, parfois nommée " coussin " ou " soufflet hydraulique ", est surtout utilisé pour mesurer des efforts perpendiculaires à son plan, tels ceux transmis par un cintre ou un buton. Il comprend un soufflet déformable en acier, associé à un capteur à corde vibrante qui mesure la pression du liquide contenu dans le soufflet. Ce capteur est du type de ceux utilisés pour les mesures de pression d'eau (cf. fiche n° F2) ; il faut veiller à ce qu'il soit bien saturé lors du remplissage pour être sûr que la pression mesurée reflète bien l'effort exercé sur le soufflet. La raideur propre du coussin, bien que diminuée par des gorges et autres dispositifs à sa périphérie, nécessite un étalonnage. Difficultés ou limites d'utilisation

La qualité de la mesure est liée à celle de l'insertion de l'appareil dans le milieu à ausculter, comme pour les cellules hydrauliques à pression totale (cf. fiche n° E4) ; aussi n'est-il pas recommandé de l'utiliser pour mesurer des contraintes à mterface entre le soutènement et un terrain moins rigide.

Précision La résolution est égale à 5-10-4 de la pleine échelle de mesure, d'où une très grande précision (5.10-3). Mise en œuvre et robustesse Le plus délicat est d'installer le soufflet contre la plaque destinée à transmettre la force à mesurer, puis de s'assurer qu'il est bien saturé avant la montée en pression. Mais une fois installé et étalonné, cet appareil est très robuste et durable, comme tous les appareils à corde vibrante. Coûts et délais • Prix d'un soufflet : 1300 € ; prix d'une centrale de mesure (qui peut être commune à un grand nombre de capteurs) : 3500 €. • Temps d'installation pour une paire de " coussins " hydrauliques en pieds de cintre : 2 h (avec 2 opérateurs). Possibilité de télémesure Facilement automatisable (contrairement aux cellules de contrainte à pression totale), avec tous les avantages des capteurs à sortie en fréquence.

14 -

de Limite d'utilisation

II y a une très forte interaction entre le terrain et la cellule de mesure, puisque le seul fait d'installer le capteur modifie forcément l'état de contrainte que l'on veut mesurer. Par suite, la valeur de pression relevée par le capteur est habituellement assez éloignée de la valeur vraie qu'il est impossible, sauf exception, de mesurer précisément par cette méthode. Mise en œuvre et robustesse

Cellule hydraulique dépression totale

Définition, généralités

Ce capteur utilise le principe de mesure de la contrepression. Constitué d'une cellule plate remplie d'un liquide, il mesure la pression exercée par le terrain sur la cellule. Cette pression est transmise au liquide puis, par son intermédiaire, à un élément sensible à la pression.

La procédure de mise en place doit limiter au maximum les interactions terrain-capteur, par exemple en utilisant des matériaux de scellement de même rigidité que le terrain. Au demeurant, c'est un capteur très robuste. Mais la circulation du fluide qui sert à déterminer la pression dans les tubulures est quelquefois perturbée par des bulles de gaz.

Coût - Coût d'un capteur : 450 € plus les tubulures ; poste de lecture : 4000 € (pour une 1/2 douzaine de capteurs). - Durée d'installation : 1 h par capteur, avec surfaçage. Mesure : 5 minutes par capteur. Télémesure

Très difficilement automatisable.

Précision

Etendue de mesure : 0,3 à 3,5 MPa. L'incertitude est de l'ordre de ± 5 % de l'étendue de mesure.

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Méthodes d'auscultation des ouvrages souterrains

E5 Principe et objectif

Cette méthode de mesure est basée sur le relâchement des contraintes dans une carotte lors de son détachement progressif du massif, opération pendant laquelle on mesure simultanément la déformation de la carotte. Les opérations suivent la séquence suivante : • réalisation d'un forage de gros diamètre (0 100 à 150 mm) jusqu'à la zone à tester ; • foration d'un trou pilote coaxial 0 38 mm, de 400 mm de longueur, où l'on place une cellule qui servira ensuite à mesurer les déformations de la roche ; • reprise de la foration en gros diamètre autour du trou pilote, de façon à libérer complètement les contraintes dans la carotte contenant la cellule ; pendant le " surcarottage ", la cellule enregistre les déformations de la carotte ; • mesure au laboratoire des paramètres élastiques (E et v) de la carotte extraite.

Les déformations de la carotte sont mesurées le plus souvent par des rosettes de jauges de contraintes collées soit contre l'extrémité de la carotte (système " Doorstopper "), soit contre les parois du trou-pilote (système CSIRO), avec de nombreuses variantes. On peut alors remonter aux contraintes initiales si l'on connaît la loi de comportement de la roche ; mais pour résoudre le tenseur complet, il faut le plus souvent 2 à 3 forages d'orientation différente, avec si possible plusieurs essais par forages. A noter que la méthode CEJM (cellule extensométrique à jauges multiples) permet de déterminer le tenseur à partir d'un seul forage (cf. Bull. de liaison des LPC, n° 172, 1991).

16 -

Conditions d'utilisation Cette méthode a été développée à l'origine - et ne donne de résultats incontestables — que pour des roches homogènes, isotropes et à comportement élastique et linéaire ; tout écart par rapport à ces qualités entraîne des calculs très lourds et des difficultés d'interprétation. La méthode est surtout adaptée aux bétons et aux roches homogènes et non fissurées. Dans tous les cas, les mesures sont complexes et très délicates (en particulier le collage à distance des jauges de contraintes, et la correction de température, impérative) ; elles ne peuvent être réalisées et interprétées que par des spécialistes. Coûts et délais Pour une cellule type CSIRO HI, le coût d'amenée-repli d'un équipement complet (hors machine de forage à mobiliser) peut être estimé à 5 000 €, et celui d'une mesure du tenseur complet par surcarottage à 4 000 €. Une équipe bien rodée de deux personnes mobilisée pendant une semaine peut faire environ 5 essais (non compris l'exécution préalable des trous de gros diamètre jusqu'à la profondeur des essais). Variante du " sous-carottage " Pour éviter certaines difficultés propres au surcarottage (discage des carottes, échauffement, présence d'un câble à l'intérieur du carottier), on a imaginé de libérer les contraintes autour de la sonde positionnée dans le trou-pilote en réalisant un forage de gros diamètre non plus autour mais à côté du trou-pilote. On réalise alors typiquement 3 trous pilotes, orientés à 120° autour du futur gros forage et garnis chacun d'une sonde mesurant les déformations ; puis on réalise le gros trou en 0 300 à 500 mm. L'interprétation nécessite alors une modélisation intermédiaire, pour savoir comment on peut remonter aux contraintes initiales à partir des variations de contraintes mesurées dans les trous périphériques.

au

Principe et objectif Le but de cette méthode est de mesurer rapidement la contrainte tangentielle à la paroi d'un forage, en 2D, grâce à une sonde réutilisable capable de faire de nombreuses mesures. Le principe de base est de provoquer le relâchement de cette contrainte au voisinage de la paroi en réalisant une saignée semi-circulaire dans un plan axial ; cette saignée est réalisée par une scie pneumatique rétractable de 90 mm de diamètre, contenue dans la sonde et refroidie à l'eau.

La déformation tangentielle (diminution du périmètre du trou) qui résulte du relâchement de la contrainte est mesurée à proximité de la saignée pendant et après le sciage, au moyen d'un déformètre de haute sensibilité, muni de pointes rétractables qui sont plaquées contre la paroi. Un essai comprend classiquement l'exécution de 3 saignées en un point d'un forage, orientées à 120°. Conditions de mise en œuvre Les mesures se font dans un forage 0 103 mm, jusqu'à 30 m de profondeur, la sonde étant manceuvrée avec des tiges. Pour exécuter chaque saignée, la sonde est bloquée contre les parois

du trou avec des vérins. Cette méthode n'est bien adaptée qu'aux roches dotées d'une résistance suffisante (Rc > 10 MPa), à comportement isotrope et non plastifiées par l'excès de contrainte. Précision et interprétation La mesure de la déformation à la paroi est d'une très grande précision (10"6), mais la résolution du tenseur des contraintes est toujours délicate car elle nécessite à la fois la connaissance des paramètres élastiques de la roche (E et v), et un nombre suffisant de forages d'orientation différente (au moins 3). De plus, les résultats sont toujours très perturbés par l'existence de fractures à proximité des saignées testées ; par suite, les mesures n'ont de sens que loin des zones affectées par l'excavation. Coûts et délais Le coût d'amenée-repli de la sonde est d'environ 7 000 € ; une détermination complète du tenseur à partir d'essais dans 3 forages orthogonaux est alors facturée 15 000 €. Une fois les forages mis à disposition, et sachant qu'un essai dure environ 10 minutes, une équipe bien entraînée de deux opérateurs peut réaliser et tester 4 saignées à l'heure.

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Fiche E7 - Mesure

contraintes ou vérin plot au tenseur complet des contraintes régnant autour d'un tunnel, il faut tester au moins 6 saignées orientées différemment, puis modéliser le comportement du massif en recherchant un tenseur qui coïncide au mieux avec les résultats des mesures.

Vérin plat pour mesure de contrainte dans un pilier de carrière

Principe et objectif Comme pour le borehole-slotter (cf. fiche E6), cette méthode utilise le principe du relâchement des contraintes de part et d'autre d'une saignée ; mais ici la saignée est réalisée à la paroi d'une galerie avec une scie de quelque 50 cm de diamètre, qui pénètre d'un demi rayon dans le terrain. La distance entre les épontes de la saignée est mesurée avec soin, avant et après sciage, grâce à un fissuromètre mécanique qui s'ajuste sur des plots en laiton scellés dans la paroi (cf. fiche D6). On introduit alors dans la saignée un vérin plat que l'on met en pression jusqu'à annulation des déformations de la paroi ; la pression permettant de restituer l'état initial est assimilée à la contrainte naturelle qui régnait normalement à la saignée. Cette méthode permet une excellente évaluation de la contrainte verticale dans des piliers de mine non fissurés ; elle permet aussi de bien évaluer la contrainte tangentielle à la paroi de galeries en terrain massif et bien purgé, ou encore dans des revêtements maçonnées ou bétonnés. Mais si l'on veut accéder

Conditions d'utilisation Cette méthode est applicable à des roches dures à très tendres, sous réserve que les plots encadrant la saignée soient bien scellés. La seule condition est que le comportement de la roche soit réversible (pas forcément linéaire), et qu'il n'y ait pas de fluage après libération des contraintes. De plus, les résultats ne sont pas exploitables s'il existe des fractures à une distance inférieure à 3 fois le diamètre de la saignée - en particulier dans les galeries tirées " brutalement " à l'explosif. A noter qu'un appareil allemand permet d'aller faire une saignée jusqu'à 1,50 m à l'intérieur du parement. Précision Lorsque ces conditions sont réunies, la pression d'annulation des déformations donne avec une précision meilleure que 10% de la contrainte normale à la saignée, quelque soit l'orientation des contraintes principales. Bien que vieille d'un demi siècle et lourde en main d'oeuvre, cette méthode relativement simple reste donc très fiable. Coûts et délais Le coût de la scie et de son bâti, qu'il faut fixer sur la paroi à chaque essai, est d'environ 7 000 €, celui d'un vérin plat 200 € (sous réserve qu'ils soient fabriqués en série). Une équipe bien rodée de deux personnes peut créer et tester 3 à 5 saignées par poste, selon les conditions d'accès au point de mesure.

E8 Objectife Le but est d'enregistrer les caractéristiques des ébranlements provenant de différentes sources de vibrations (explosifs, engins mécaniques puissants...), qui sont engendrées par les travaux de construction ou de confortement d'un ouvrage souterrain, ou bien par des travaux effectués à proximité. Les mesures peuvent porter sur les déplacements, les accélérations ou les vitesses particulaires que subissent les structures ou le terrain au passage de l'ébranlement (il ne s'agit donc pas de mesurer les caractéristiques de propagation de celui-ci, comme en prospection sismique). Ces mesures sont très importantes lors du creusement d'un souterrain pour lequel le maître d'ouvrage impose des seuils de vibrations dans le but de respecter l'environnement, en particulier pour ne pas risquer d'endommager des ouvrages voisins ; elles permettent, lors d'essais préalables, de déterminer des charges d'explosifs et d'optimiser des plans de tir respectant les seuils de vibration imposés. Principe De façon générale, en travaux publics, ce sont les vitesses particulaires qui sont mesurées. Les capteurs de vitesse sont

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS

des géophones tridirectionnels, mais on utilise parfois des accéléromètres. Le principe de fonctionnement du géophone est basé sur le comportement d'une masse suspendue dans le champ d'une bobine ; lorsque cette masse est soumise à vibration, la mesure de la tension électrique aux bornes de la bobine permet de déterminer la vitesse particulaire en mm/s. L'enregistrement des signaux vibratoires et leur quantification nécessitent un traitement informatique à l'aide d'une chaîne de mesure, qui permet notamment, par transformée de Fourier (FFT), d'obtenir le spectre en fréquences des vibrations. Caractéristiques et mise en oeuvre Les types de géophone sont définis en fonction de leur fréquence propre, qui correspond à la limite inférieure des fréquences directement mesurables par ceux-ci : 1 Hz, 2 Hz ou 4,5 Hz. Les mesures sont pratiquées en général par des laboratoires spécialisés. Coût Le coût d'une journée de mesure avec opérateur (mise en place de la chaîne de mesure, saisie et traitement) est de l'ordre de 3

800 à 6 000 €.

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Méthodes d'auscultation des ouvrages souterrains

ANNEXE F MESURE DES PARAMÈTRES HYDRAULIQUES Les méthodes de mesure des paramètres hydrauliques utiles pour les travaux souterrains comprennent classiquement trois catégories : • les mesures de la pression interstitielle régnant au sein du terrain, qu'on la mesure directement au point étudié ou par le biais du niveau hydrostatique d'un forage (cf. fiches FI et F2),

Fiche FI Principe et objectif

L'objectif est la mesure du niveau piézométrique en un point d'une nappe ou d'un massif fracturé, au moyen d'un forage ouvert spécialement équipé : il peut s'agir soit d'un tube plastique crépine au voisinage du point étudié, soit d'un tubage étanche en liaison hydraulique avec une chambre de prise de pression. Les variations de charge hydraulique dans la chambre se traduisent par des variations du niveau d'eau dans le forage, qui sont mesurées. Ce dispositif est bien adapté aux terrains perméables. Les mesures peuvent être : • soit manuelles : sonde électrique avec câble gradué ;

• soit automatisées : • par capteur de pression immergé, relié à une centrale d'acquisition de données ; on utilise couramment des capteurs de pression piézorésistifs ; • par transmetteur pneumatique (dit " bulle à bulle "), où le capteur de pression extérieur au forage est relié à une centrale d'acquisition ;

• par capteur de niveau de type radar en tête du forage, etc. Précision

• Sonde électrique : 0,5 cm à 1 cm jusqu'à une profondeur de 50 m, 1 à 2 cm à 100 m. • Capteurs piézorésistifs : 0,2 à 0,5 % de la pleine échelle ; l'étendue de mesure peut être très variée (quelques dizaines de kPa à 20 MPa ou plus). Limites d'utilisation

Profondeur : forages généralement verticaux ou subverticaux de 10 à 100 m de profondeur. Il existe des dispositifs spécialement adaptés pour les forages profonds (câble porteur pour le capteur, capteurs de grande précision, etc.). Robustesse

• Sondes électriques : simples et robustes. Mais l'usure des câbles doit être surveillée (mauvais contacts, raccourcissement suite à réparation...) ;

*

1

les mesures de débit d'un canal d'exhaure, qu'il s'agisse d'un fossé ouvert (fiches F3) ou d'une conduite fermée (fiches F4

etF5), 1

les mesures de perméabilité du terrain, non traitées ici car elles sont plutôt pratiquées lors des reconnaissances préalables et rarement pendant les travaux.

ouvert • Capteurs de pression piézorésistifs immergés : problèmes de dérive, nécessitant un étalonnage annuel et un nettoyage si nécessaire (dépôts sur la membrane). Sensibilité à la foudre de certains modèles mal protégés. Mise en œuvre

Le premier élément est un forage de diamètre excavé 60 à 100 mm, ou plus. La chambre de mesure, longue de un à plusieurs mètres, doit être soutenue en terrain meuble par du gravier propre ; elle est reliée à la surface par un tube ouvert en PVC ou métal, 0 30 mm minimum. Lorsqu'il y a plusieurs nappes superposées de charge différente, le haut de la chambre de mesure doit être isolé en scellant au terrain le tube ouvert, grâce à un bouchon de ciment.

• Précautions dépose : propreté des parois de la chambre et du gravier, et scellement correct de l'annulaire ; l'opération est plus délicate lorsqu'il y a un tubage provisoire du trou, qu'il faut retirer après mise en place du gravier. • Durée de pose : 3 à 4 h pour le nettoyage du trou (profondeur < 30 m), la pose du tube et du gravier, et le scellement de l'annulaire par le foreur. Pour la mise en place et le réglage d'un capteur immergé, et son raccordement à une centrale : 1 h de technicien.

Coût • Sonde électrique : 150 à 300 € selon la longueur de câble. Temps de mesure manuelle : 5 minutes. • Capteur piézorésistif immergé : 300 à 600 € selon la classe de précision ; câble : 3 à 5 €/m ; centrale d'acquisition : de 800 € (pour une voie de mesure) à 4 000 € (pour 12 voies). • Bulle à bulle : 800 à 1500 € selon le système d'acquisition intégré. Télémesure Mesures automatisables par raccordement des capteurs à une centrale d'acquisition de données compatible avec ceux-ci.

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Méthodes d'auscultation des ouvraqes souterrains

F2 Principe et objectif

Robustesse Elle dépend du capteur, du soin apporté à son installation et du L'objectif est la mesure du niveau piézométrique dans un massif, à partir d'une chambre fermée de longueur métrique à site (longueur des câbles, exposition à la foudre...). Une longue expérience montre que les capteurs à corde vibrante sont très plurimétrique, dans laquelle est placé un capteur de pression. robustes. Une variation de charge hydraulique du terrain se traduit par une variation de la pression d'eau sur le capteur, sans entraîner Mise en œuvre (comme avec un piézomètre ouvert) une variation de volume • Forage : 0 60 à 100 mm. Chambre de mesure longue de du fluide dans la chambre ; le temps de réponse est plus rapide, quelques mètres (mesure plus ou moins ponctuelle), et ce qui rend ce dispositif est bien adapté aux terrains peu soutenue par du gravier propre. Scellement de la chambre par perméables. un bouchon de bentonite, argile ou ciment (exceptionnellement par un obturateur gonflable, ce qui nécessite une étanLe capteur doit être positionné dans le gravier de la chambre ; chéité parfaite). Plusieurs chambres peuvent être superposées c'est généralement un capteur de pression absolue à corde dans un même forage. vibrante, en raison de sa robustesse, notamment dans le cas où il n'est pas retirable du forage pour étalonnage ou échange. • Précautions de pose : stabilité de la chambre, propreté des Possibilité de capteurs piézorésistifs (de pression absolue ou parois et du gravier, scellement correct de la chambre, saturarelative), ou à contre-pression. tion préalable du filtre du capteur. Pose plus délicate lorsque l'opération nécessite la présence d'un tubage provisoire du Précision trou. • Capteur à corde vibrante : 0,1 à 0,25 % de la pleine échelle. Etendue de mesure : 0-20 m à 0-500 m d'eau. Pour les • Durée de pose : 3 à 4 h pour le nettoyage du trou (profondeur < 30 m), la descente du gravier et du capteur, et le scellement capteurs de pression absolue à faible étendue de mesure, du bouchon, avec un technicien et le foreur si nécessaire. nécessité de disposer d'un baromètre pour corriger les Coût mesures. • Capteurs piézorésistifs : 0,2 à 0,5 % de la pleine échelle. • Fourniture du capteur à corde vibrante : 500 à 1000 € ; câble : 4 à 8 €/m ; Etendues de mesure très variées (quelques mètres à plus de poste de lecture : 2500 à 3500 €. 2000 m d'eau). • Mesure manuelle : 5 minutes de technicien. Limites d'utilisation Profondeur maximale de mise en place : 100 à 200 m en génie Télémesure civil, dans des forages verticaux ou peu à moyennement Mesures automatisables par raccordement des capteurs à une inclinés (difficultés à mettre en place le gravier et le ciment si centrale d'acquisition de données compatible avec ceux-ci (mesure d'une fréquence pour les cordes vibrantes). l'inclinaison dépasse 45°).

F3 -

de

en

Principe et objectifs

Robustesse

Le système de mesure comprend un canal de tranquillisation à l'amont, un déversoir de forme normalisée qui impose à l'amont un niveau d'eau fonction du débit, et un appareil de mesure de ce niveau amont. Cet appareil peut être :

Paradoxalement, le problème principal n'est pas l'appareil de mesure du niveau d'eau, mais l'entretien du canal d'amenée, qui doit faire l'objet d'une surveillance permanente pour éviter tout entraînement de débris ou corps flottants susceptibles d'obturer le déversoir.

• un capteur inductif, associé à un flotteur coulissant le long d'un axe vertical,

Coûts et délais

• un capteur à ultrasons, immergé ou extérieur.

Installation du canal et du dispositif de mesure : environ 1 jour de technicien.

Précision

La mesure par capteur inductif permet une lecture du niveau d'eau avec une résolution de 1/100 de mm, et une incertitude de mesure de l'ordre de ± 0,1 de mm.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS

NI0 1 87

Prix du matériel de l'ordre de 3000 €.

Possibilité de télémesure

Les deux variantes citées sont automatisables, sachant que les conditions d'écoulement dans le canal doivent être fréquemment vérifiées de visu.

JANVIER/FEVRIER 2OO5 l

Fiche F4 -

électromagnétique sur conduite Limite d'utilisation • La vitesse du liquide doit être comprise entre 0,1 et 10 m/s. • II faut que la conduite soit pleine. • Le fluide conducteur doit avoir une résistivité minimale

(p > 5 jiS). Débimètre électromagnétique

sur tuyauterie

Principe et objectif

D'après la loi de Faraday, si un liquide en mouvement, électriquement conducteur, est soumis à un champ magnétique, il apparaît une différence de potentiel (proportionnelle à la vitesse du liquide) entre deux électrodes placées perpendiculairement au mouvement et au champ magnétique. La mesure de la vitesse se résume donc à celle d'une tension électrique. Précision Elle est de 0,2 % à 0,5 % de la pleine échelle de mesure. De plus, le système possède une grande dynamique de mesure

Robustesse Le système de mesure est peu sensible à la nature du fluide, même s'il s'agit de fluides chargés. Il n'occasionne pratiquement pas d'obstruction ni de pertes de charge. Mise en œuvre Comme la mesure ne peut être faite que sur une conduite pleine, les fournisseurs recommandent d'installer le dispositif en partie basse d'une conduite, et au milieu d'un tronçon rectiligne de longueur suffisante (pas de turbulences). De plus, il faut procéder à un nettoyage périodique des électrodes, et veiller à ce que la conduite soit raccordée à une masse électrique de bonne qualité. Coût Selon diamètre : 2 000 à 4 000 € pour une conduite 0 40 à 100 mm. Onéreux pour de plus gros diamètres (les systèmes à insertion sont alors mieux adaptés). Télémesure Le système est prévu pour transmettre des signaux analogiques (boucle de courant pour le débit) ou des impulsions (pour le volume débité) ; il est raccordable à une centrale d'acquisition de données adaptée.

(jusqu'à 100).

F5 Principe

Mise en œuvre

Le débit est mesuré par des transducteurs ultrasoniques, placés à l'extérieur ou à l'intérieur de la conduite. Deux principes sont

• Des configurations sont possibles avec plusieurs faisceaux d'ultrasons.

utilisés :

• Impérativement sur conduites pleines. Recommandations du fournisseur à respecter pour les parties droites de tuyauterie en amont et en aval.

• mesure du temps de transit d'impulsions dans le fluide en mouvement : leur vitesse de propagation varie avec celle du fluide ; • effet Doppler : modification, du fait de la vitesse du fluide, de la fréquence d'un signal ultrasonique émis dans l'écoulement. Précision La précision des appareils à temps de transit est de 0,5% à 1% de l'échelle, selon les modèles (fixés à demeure ou portables) ; celle des appareils à effet Doppler est de 3 à 10%. La dynamique de mesure est élevée (jusqu'à 50). Limite d'utilisation • Appareils à effet Doppler : uniquement pour liquides chargés. • Vitesse du fluide comprise généralement entre 0,2 et 10 m/s. • Nécessité d'une conduite pleine dans tous les cas.

Robustesse

Appareils à transducteurs externes : robustesse excellente (facilement démontables). Pas de pertes de charge induites par la mesure.

• Nettoyage périodique pour les appareils à transducteurs internes.

Coût • Appareils portables à capteurs externes : environ 5 000 € (pour 0 50 à 500 mm) ; ils intègrent souvent une petite centrale de calcul permettant de rentrer les caractéristiques de la conduite (diamètre et épaisseur). • Appareil fixé à demeure : 4 000 à 5 000 € pour 0 100 mm, le prix augmentant assez peu avec le diamètre de la conduite. Télémesure Le système est prévu pour transmettre des signaux analogiques (boucle de courant pour le débit) ou des impulsions (pour le volume débité) ; il est raccordable à une centrale d'acquisition de données adaptée.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N" 187 -JANVIER/FEVRIER ZOOS

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Tunnel de base du Lôtschberg

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une société du groupe CglS

Département Géotechnique et Matériaux ï^fKWx^^^-:VXZ*W.^^^

«/ Conception / Développement

/ Installation / Mesures / Télésurveillance

•/ Suivi de la construction / Maintenance des ouvrages ^f^S^:!^S'^fyf^^^?^<^^^^^Sim^f

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INSTRUMENTATION D'OUVRAGES ET DE SITES

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Des références ';^|^ï4$^^iv^:pSv?i;SïS:^^;^ JîpT ïSiiSÏS «- iï§ ffi:

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• Laboratoire souterrain de Meuse/Haute Marne

• Télésurveillance des Tunnels de Chamoise et de Puymorens * Ponts du TGV Méditerranée * Instrumentation de voie de tramway par

capteur a fibres optiques « Barrages du Haut-Rhin « Essais de chargement de fondations

3, rue du Dr Schweitzer 38180 Seyssins î 04,76.48.47,48 - Fax ; 04.76.48.44,47

N PREMIER BILAN DES TRAVAUX LA LIGNE

Bernard MERCIER SYSTRA, Responsable de la cellule travaux du Groupement de Maîtrise d'ceuvre

Nous avions fait le point de l'avancement des travaux de gros-œuvre de la ligne B de l'agglomération toulousaine en août 2002 (TOSn°172, juillet/août 2002) puis, dans le recueil des Journées d'études Internationales de Toulouse du 21 au 23 octobre 2002, nous avions (B.Mercier, J-Y de Lamballerie) décrit plus en détail l'environnement géologique et les difficultés du projet.

LOTI

LOT 2

LOT 3

Les chantiers avaient alors démarré depuis un an. Aujourd'hui, fin décembre 2004, les principaux lots dont le délai était de 3 ans et demi à 4 ans sont en voie d'achèvement et les 2 lots de tranchées couvertes ont été achevés dans les temps. Nous vous proposons donc de faire ciaprès un premier bilan technique de ces principaux lots.

LOT4

AINT MICHEL AINT AGNECF AOUZELONG

Auparavant, rappelons que la ligne B est longue de 16 km, entièrement en souterrain (tunnel foré à 2 voies : 11 600 m, tunnel foré à 1 voie : 1 100 m, tranchée couverte : 2 600 m) et comprend 20 stations plus une réservation pour une future station (voir plan de la ligne B).

LOTS

LOT6

Le Syndicat Mixte de l'Agglomération Toulousaine (SMTC TISSEO) a confié la Maîtrise d'Ouvrage à la Société du Métro de l'Agglomération Toulousaine (SMAT) par convention de mandat. Cette dernière a confié 'étude et la réalisation du système VAL (véhicule automatique léger) à SIEMENS Transportation System. En parallèle, elle a confié au groupement SYSTRA-TTE - INGEROP - SETI, SYSTRA étant mandataire, l'étude et le suivi des travaux de gros-œuvre, de second œuvre et des équipements non liés au système. Enfin, il y a deux ans nous écrivions que l'inauguration était prévue mi-mai 2007. Aujourd'hui, un des lots de tunnel foré ayant subi des retards, le Maître d'Ouvrage accélère la pose et l'équipement des voies par SIEMENS (2 ateliers de pose au lieu d'un) pour résorber en partie ce retard. L'inauguration est maintenant prévue en deux temps, février 2007 pour la moitié Nord et début

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 187 -JANVIER/FEVRIER 2OO5

n premier bilan des travaux gros œuvre de la ligne B du métro de l'agglomération toulousaine septembre 2007 pour l'autre moitié.

LOT 2 î - Avancement général Le lot 2, au Nord, a été attribué au Groupement Campenon Bernard TP-Eiffage TP, Campenon Bernard TP étant mandataire.

2.2 - Déroulement du chantier

Problèmes particuliers

Le tunnelier a démarré le creusement à l'extrémité Nord du lot 2 (station Trois Cocus) le 05/08/02 et est arrivé le 30/08/04 à l'extrémité Sud (puits Hugo) dans les délais, après 25 mois de creusement (y compris traversées des stations, arrêts pour confortement).

»*• Bande transporteuse

Le profil du tunnel est entièrement dans la molasse argilo-sableuse.

Le lot 2 compte 7 stations, un tunnel foré de 4 700 m de longueur et des ouvrages annexes de ventilation et/ou d'épuisement.

La couverture du tunnel est en moyenne de 10 m de terre dont au minimum 3-4 m de molasse argilo-sableuse.

Aujourd'hui, fin décembre 2004, 4 stations sur 7 sont terminées et pour les deux dernières stations, au Sud du lot, et la première station au Nord, ayant servi de puits d'attaque au tunnelier, les structures intérieures et les accès sont en cours pour être terminés début mai 2005 à la date contractuelle.

Le creusement dans les terrains à prédominance argileuse s'est déroulé sans problème.

Le tunnelier a terminé son creusement le 30/08/04 et il a été démonté et évacué le 08/11/04 pour être réutilisé. Le béton sous voies qui a démarré le 27/09/04, est terminé pour les tronçons Nord qui ont été mis à disposition du Maître d'Ouvrage pour SIEMENS (premier tronçon le 18/04/05 au Maître d'Ouvrage et le 08/11/05 à SIEMENS) et les derniers tronçons à l'extrémité Sud côté lot 3 seront mis à disposition fin janvier. Les ouvrages annexes sont terminés et mis à disposition en même temps que le tronçon de tunnel concerné. L'ensemble de l'ouvrage étant quasiment terminé et le creusement du tunnel achevé, il est temps de faire un premier bi an des travaux. Le bilan ci-après, concerne principalement le creusement du tunnelier.

2 - Bilan du creusement au tunnelier 2.1 - Caractéristiques techniques

La traversée de certaines zones sableuses (sable peu silteux et sable propre, fin et parfois grossier) s'est révélé plus délicate (tendance à l'amorçage de cloches). Le creusement a été effectué en 15 postes par semaine puis en 17 postes avec 2 postes de maintenance à partir du dernier tiers de longueur de tunnel restant à creuser. Les caractéristiques des terrains rencontrés sont identiques à celles qui ont été déterminées d'après le sondage de la campagne de reconnaissance préalable. Le tunnelier était équipé du logiciel de guidage CAP qui a permis de positionner le centre du tunnel à l'intérieur des tolérances du marché (cercle de 0,10 m de rayon). La vitesse du creusement moyenne (hors traversées des stations et arrêts pour confortement) a été de 16,20 m /jour et la meilleure journée a été de 37,80 m. Enfin, il faut noter que le Groupement d'Entreprises a choisi d'utiliser des trains sur pneus à guidage par pneus fabriqués par TECHNIMETAL (lot 5 également). Le guidage était assuré par un décaissé dans le "voussoir de pied" dont la pose à l'avancement était imposé pour le marché. Ces trains ont donné toute satisfaction compte tenu des pentes de 5 % et 6 % en approche des stations.

Le lot 2 est le lot qui a la plus grande longueur de tunnel à forer, 4 700 m.

Le tunnel devant être foré avec une seule attaque, la bande transporteuse a atteint une longueur de 5 200 m pour assurer le marinage de 4 700 m de tunnel. En effet, pour limiter l'encombrement en stations des reprises de tapis et les temps morts d'installation de tapis successifs, le Groupement d'Entreprises a choisi d'installer un tapis d'un seul tenant. Cependant, le rayon en plan du tracé de 200 m à 3 500 m du puits d'attaque a entraîné des efforts parasites dans le tapis. Il a donc été nécessaire de mettre 8 boosters dont le réglage a été parfois délicat. *• Creusement sous les boulevards

Le creusement au tunnelier à pression de terre était délicat même avec l'ajout de polymères quand une couche de sable molassique se trouvait en calotte du tunnel. Dans la zone des boulevards, le tunnel chemine, sur plus de 1000m de longueur, sous une chaussée dont le trafic est particulièrement dense et sous des ouvrages d'assainissement importants. Il était donc inacceptable de risquer un fontis dans cette zone. Par ailleurs, certaines portions du profil du tunnel avaient une couverture de sable molassique sans intercalation notable de molasse argileuse. Le risque que la cloche se transformât en fontis était très important. Le Maître d'Ouvrage ayant le souci de sécuriser au maximum le creusement du tunnel par rapport à l'environnement et de s'assurer du respect de délais pour la mise à disposition à SIEMENS des tunnels, il a été mis en oeuvre un traitement de consolidation préventif dans certaines zones. Ce traitement a consisté à traiter à la bentonite-ciment et au silicate, environ 3 m de terrain (1 m dans la section et 2 m au-dessus) sur 10 m de large quand le terrain en clé était sableux et propre. 4 zones sur les boulevards ont été traitées, correspondant à une longueur cumulée de tunnel de 120 m.

Rappelons que le diamètre intérieur du tunnel est de 6,80 m, l'épaisseur des voussoirs de 0,34 m, et la longueur des voussoirs de 1,40 m et 1 m (rayon minimal des courbes en plan du tracé : 200 m).

Grâce à ces traitements, le creusement s'est effectué sans dommage pour l'environnement.

L'anneau du lot 2 est constitué de 5 voussoirs et d'une clef.

Enfin, il faut noter que le pénétromètre installé en calotte du corps avant du tunnelier (fontimètre) s'est révélé l'indicateur le plus fiable pour se rendre compte des conditions de creusement.

Le Groupement d'Entreprises a mis en oeuvre un tunnelier à pression de terre HERRENKNECHT de 7,77 m de diamètre spécialement construit pour ce projet.

Seul, bien sûr, il n'était pas un indicateur suffisant et il devait être combiné avec notamment la pesée du marin et le volume de mortier de blocage.

Ces caractéristiques géométriques sont d'ailleurs communes à tous les lots.

Vue du tunnel avec voussoirs de pied

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I

n premier bilan des travaux gros œuvre de la ligne B du métro de l'agglomération toulousaine 3 - Bilan de la réalisation des stations 3.1 • Variante d'exécution *»• Station Compans Caffare/W Compte tenu du trafic routier sur les boulevards, il était prévu que l'avant-dernière station, Compans Caffarelh, soit exécutée après avoir coulé la dalle d'abord par moitié. Pour atteindre au plus vite le niveau radier avant le passage du tunnelier, le Groupement d'Entreprises a obtenu de prendre toute l'emprise de la station et de descendre le terrassement jusqu'au radier,.

Principe de terrassement

Les accès à la station depuis les berges sont donc profonds à cause du calage de la station sous le canal et relativement longs car ils doivent traverser les voies sur berges. Les accès étaient prévus d'être réalisés en terrassant sous platelages à l'abri de parois moulées exécutées par phase.

Station Compans Caffarelli

3.2 - Accès " Hôtel de Police " à Canal du Midi (Voir les 2 photos et le croquis ci-après) La station Canal du Midi est implantée sous le canal du Midi et encadrée par les deux voies sur les berges qui ont un fort trafic.

Le Groupement d'Entreprises a proposé pour l'accès " Hôtel de Police ", au Nord, de terrasser en souterrain, une galerie rectangulaire, de 7m de largeur au terrassement et de 4.20 m de hauteur, à l'abri d'une voûte parapluie horizontale de même longueur. Le toit de la galerie étant situé à la limite des alluvions et de la molasse, la voûte parapluie en tube foré a été complétée par des injections de bentonite ciment et de silicate à partir des tubes horizontaux au-dessus de cette voûte. Cette voûte parapluie horizontale était complétée par des tubes protégeant les piédroits.

Le terrassement et la réalisation de cette structure se sont effectués sans problème.

3.3 - Particularités des stations du lot 2 Plusieurs stations du lot 2 sont implantées, soit sous des carrefours comme Barrière de Paris ou sous un canal comme Canal du Midi, soit avec un accès monumental comme La Vache. La réalisation des accès, compte tenu de leur profondeur, leur longueur et la nécessité de phaser les travaux, a donc été une tâche qui a pesé lourd en matière d'études et de temps d'exécution dans le bilan global de la station.

Barrière de Pans

Après pose de l'étanchéité Terrassement

< TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° ^ 87 - JANVIER/FEVRIER 2OO5

premier bilan des travaux gros œuvre de la ligne 6 du métro de l'agglomération toulousaine LOT 3 ? - Avancement général Le lot 3, au centre de la ligne B a été attribué au Groupement CARI, Urbaine de Travaux, Solétanche Bachy, Malet, CSM Bessac, CARI étant le mandataire II ne compte qu'une seule station, la station Jean Jaurès, mais c'est la station la plus large de la ligne B parce qu'elle est la seule station de correspondance entre la ligne A et la ligne B et qu'elle comprend une galerie commerciale C'est aussi une des plus difficiles à construire du fait que son radier est directement posé sur les deux tunnels (à une voie) de la ligne A en exploitation

II est donc aujourd'hui possible de faire un premier bilan des difficultés rencontrées et de présenter les principales variantes qui ont été proposées par le Groupement d'Entreprises et qui ont été jugées intéressantes par le Maître d'ceuvre et le Maître d'ouvrage En commençant par le tunnel foré, nous faisons ci-après le point sur les différents types d'ouvrages

2 - Tunnel foré à 1 vole

Tunnelier CSM Bessac

(voir les 4 photos ci-après)

II comprend également la plus petite longueur de tunnel foré (1071 m), et le plus petit diamètre intérieur, 4,66 m (tunnel à une voie) Par contre, le tunnel est constitué de 5 tronçons dont seulement 2 ont été forés à la suite l'un de 'autre, en faisant traverser la station parletunnelier 4 tronçons de 190 à 260 m environ de longueur ont donc déjà été réalisés après avoir descendu à chaque fois le tunneher pour le mettre à front A chaque extrémité, le lot 3 comporte deux ouvrages annexes Hugo et Aubuisson qui servent au dédoublement des tunnels à 2 voies des lots 2 et 4 et de débranchement, à Hugo, pour la voie de service ligne A - Ligne B (voir photo ci-dessous)

Tunnel fore a une voie entre Jean-Jaurès et Hugo

Ainsi qu'il a été dit plus haut, le creusement qui a duré 8,8 mois s'est déroulé sans incident et dans les délais

Aujourd'hui, fin décembre 2004, les ouvrages annexes sont achevés et dans la station Jean Jaurès il reste à terminer une partie des structures intérieures pour la mi-avril à la date contractuelle Le tunnelier à pression d'air CSM Bessac a démarré le creusement le 22/04/03 et l'a terminé le 01/07/04 dans les délais prévus et sans incident particulier

Rappelons d'abord quelques données géométriques

Entrée dans Jean Jaurès

Le diamètre intérieur du tunnel étant de 4,66 m et le voussoir ayant une épaisseur de 0,25 m, le tunnelier CSM Bessac à pression d'air et à attaque ponctuelle a un diamètre extérieur de 5,32 m et une longueur de 9 m, y compris une casquette de 1,15 m Le rayon de courbure de la voie de raccordement ligne A - ligne B (95 m) imposait aux voussoirs une longueur de 1 m (5 voussoirs + 1 clef) pour ce tronçon de 250 m Le modèle de voussoir a été standardisé pour l'ensemble du lot où les rayons de courbure sont d'au moins 200 m bien que cela fût pénalisant pour l'avancement Le creusement s'est effectué à 2 postes avec ponctuellement un 3eme poste de maintenance et un avancement moyen de 7,7 m par jour a été obtenu (hors période d'apprentissage) avec des pointes de 13 m/jour Les terrains rencontrés ont présenté globalement les mêmes caractéristiques que celles déterminées par les sondages de reconnais-

Ouvrage Hugo

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS

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(n premier bilan des travaux gros œuvre de la ligne B du métro de l'agglomération toulousaine sance (molasse argileuse dure à poches et lentilles de sable dense).

3 - Variante Wilson

Au vu de ces sondages, il y avait un risque de rencontrer du sable en calotte en communication directe avec les alluvions sus-jacentes aux tympans de la station Jean Jaurès, qui ne s'est heureusement pas concrétisé.

3.1 • Rappel de la solution de base

Il est à noter que dans cette zone les injections préventives prévues depuis la surface ont été abandonnées pour ne pas trop gêner le trafic au profit d'une projection de silicate au front en continu qui n'a pas finalement été nécessaire. Par contre, la rencontre de grandes poches sableuses enchâssées dans de l'argile explique vraisemblablement pourquoi il a fallu parfois monter la pression de confinement à 2 bars alors que théoriquement 1,5 bar suffisait pour équilibrer la pression hydrostatique. Le creusement du tronçon de raccordement ligne A - ligne B était aussi très sensible du fait de son tracé totalement implanté sous le bâti avec donc peu de sondages de reconnaissance. Pour ce tronçon, les terrains argileux et sabloargileux rencontrés n'ont pas nécessité la mise en place de sondage à l'avancement depuis la machine comme le Groupement d'Entreprises l'avait envisagé. Dans deux autres tronçons, la rencontre de deux zones d'une quinzaine de tirants désac-

tivés (tirants en torons de câbles) s'est passé sans problème. Les câbles étant à la périphérie de la chambre d'abattage, ils ont, dans la majorité des cas, été poussés par le bras excavateur.

Le tunnel long de 263 m qui abrite la voie de raccordement ligne A - ligne B part de l'ouvrage Hugo, chemine sous les immeubles et débouche dans une culotte de raccordement déjà construite, sous la place Wilson qui est un des sites les plus animés de Toulouse. Le marché prévoyait de réaliser un puits provisoire sous chaussée d e 1 Q m x 1 0 m environ de dimensions extérieures et de 22 m de profondeur. Le puits était à une extrémité (côté culotte de raccordement) en contact avec le tunnel en exploitation et s'en éloignait de 2 m environ à l'autre extrémité (le puits étant tangent au tunnel de la ligne A avec un léger biais). Des précautions particulières étaient donc prévues pour maintenir la butée du tunnel existant de la ligne A pendant la descente du terrassement et pendant les phases d'entrée du tunnelier dans le fond du puits et de levage du tunnelier.

3.2 - Variante proposée par le Groupement d'Entreprises Cette solution de base avait l'avantage de pouvoir être réalisée en temps masqué par rapport au creusement du tunnelier. Par contre, elle avait l'inconvénient d'amener une gêne à la circulation automobile et surtout aux nombreux cafés et restaurants bordant cette place pendant plus de 8 mois.

Le Maître d'ouvrage et le Maître d'œuvre ont accepté la variante qui a consisté à supprimer le puits et à abandonner la jupe du tunnelier dans le terrain à environ 1,30 m du tympan de la culotte de raccordement existante (voir croquis ci-dessous). La jonction avec la culotte de raccordement sur les 1,30 m restants devait se faire comme dans la solution de base en traditionnel avec toutes les précautions nécessaires pour le maintien de la butée du tunnel de la ligne A. CSM Bessac a revu la conception du tunnelier pour que l'ensemble des équipements mobiles et la cloison étanche puissent être démontés depuis l'intérieur du tunnelier et ramenés par le tunnel au puits Hugo. Les éléments ont ensuite été réinstallés en usine dans une nouvelle jupe pour creuser les tronçons restants.

3.3 - Mise en œuvre de la variante Le principal risque était la tenue de la butée du tunnel existant de la ligne A, en cas d'incident de creusement. Le tunnel de la ligne A, d'un diamètre intérieur de 4,60 m, est constitué de voussoirs expansés de 0,20 cm d'épaisseur et d'un revêtement en béton non armé de 0,25 m d'épaisseur. Ce revêtement intérieur présente des fissures transversales de retrait et des fissures longitudinales dues à la mise en charge de l'ouvrage. Ces fissures sont néanmoins peu ouvertes (en général moins de 2 mm).

Les soulèvements temporaires ont été dans certaines zones au maximum de 5 mm et les tassements localement, au maximum de 5 mm.

Enfin, les variantes proposées par le Groupement d'Entreprises, concernant le creusement au tunnelier sont principalement : - La suppression du retournement du tunnelier dans l'ouvrage Aubuisson où le tunnelier, après avoir creusé un tronçon V1, pivotait dans la galerie souterraine élargie réalisée au préalable, pour attaquer le tronçon V2 parallèle au premier tunnel. Cette solution a été abandonnée pour des raisons de planning au profit d'une sortie du tunnelier V1 et d'une remise à front à Jean Jaurès pour V2, inversant ainsi le sens du creusement. - La suppression du puits de sortie "Wilson" du tunnelier après qu'il eût creusé le raccordement ligne A - Ligne B au profit de l'arrivée du tunnelier contre le tunnel de la ligne A et l'abandon de la jupe. Cette variante, intéressante techniquement, est décrite ci-après. Vue en plan

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premier bilan des travaux gros œuvre de la ligne B du métro de l'agglomération toulousaine Pour éviter d'éventuelles chutes de blocs, un grillage a été mis en place en calotte (1 Oh-2h). Pour limiter les conséquences d'une éventuelle instabilité du tunnel, des cintres HEB 100 ont été mis en place tous les mètres dans la zone d'arrivée du tunnelier (le gabarit disponible ne permettait pas de placer des profilés plus important). Un dispositif de théodolite motorisé mesurait en continu les déplacements horizontaux et verticaux des cintres et une télémesure des jauges de contraintes était également effectuée en continu. Enfin, le volume de terrain qui devait être excavé par le tunnelier était renforcé par des boulons fibre de verre sur environ 12 m à partir du tympan de la culotte de raccordement existante. Une voûte parapluie de 3 m de long protégeait le ciel des derniers 1,30 m de tunnel à creuser suivant la méthode traditionnelle. Les calculs prévoyaient 0,5 mm de divergence horizontale et de convergence verticale et un système d'alerte et d'alarme avait été mis en place. Le creusement s'est effectué sans problème particulier, la ligne A étant toujours en exploitation, jusqu'à l'arrêt prévu à environ 1,30 m du tympan.

La divergence horizontale a été finalement de 2,5 mm et la convergence verticale de 0,9 mm. La molasse rencontrée était de l'argile raide. Compte tenu de la bonne tenue du tunnel de la ligne A et du fait que le bras excavateur avait pu faire un avant-trou dans le tympan, le creusement a été poursuivi avec le tunnelier jusqu'à ce que la casquette touche le tympan. Il n'a donc pas été nécessaire de creuser en traditionnel la longueur de 1,30 m du tunnelier devant le tympan. La ligne A avait bien sûr été mise hors exploitation, (voir photo ci-après).

4 - Réalisation efe la station Jean Jaurès

Arrivée à Wilson (à droite voie 2 de la ligne A en service)

Pour limiter le risque de soulèvement de terrain sous le radier et donc des tunnels en exploitation il était prévu au projet de réaliser trois écrans de parois moulées le long des deux tunnels de la ligne A jusqu'à la profondeur du radier du tunnel et de prolonger ces écrans par des tirants profonds qui auraient été mis en tension si nécessaire.

Les écrans en parois moulées ont été également modifiés ; elles ont été approfondies à 8,60 m sous le radier des tunnels et les tirants

4.3 - Bilan des travaux

Les calculs 2D effectués au stade du projet prévoyaient une remontée de 45 mm des tunnels de la ligne A compte tenu du déchargement des tunnels et du terrain encaissant ainsi que de la surconsolidation des molasses argilo-sableuses dont le toit est à environ 7 m de profondeur dans cette zone.

Tous ces travaux étant réalisés à proximité des tunnels de la ligne A en exploitation, un "dossier sécurité" avec une analyse poussée des risques, la définition des seuils d'alerte et d'alarme pour chaque tâche, et les solutions palliatives ont été soumises aux services préfectoraux.

4.2 - Modifications proposées par le Groupement d'Entreprises pour l'exécution de la station

*»• Parois moulées

Elle est excavée à l'intérieur d'une enceinte rectangulaire de parois moulées de 54 m x 24 m de dimensions intérieures. Son radier drainant est directement posé sur la clé des deux tunnels existants à une profondeur d'environ 13 m.

Dans cet article, les auteurs concluent que le soulèvement prévisible des tunnels de la ligne A est ramené à 12,4 mm, les diver-

La station Jean Jaurès ligne B est calée juste au-dessus des deux tunnels existants de la ligne A et perpendiculairement à leurs axes.

Il faut ajouter que les différentes simulations ont amené le Groupement d'Entreprises à proposer de terrasser avec seulement 2 "casiers".

La fouille devait être descendue sur toute la longueur de la station jusqu'à 7 m de profondeur puis par partie suivant "trois casiers" qui découpent la station en trois parties égales de 8 m.

Le Groupement d'Entreprises a modélisé le comportement des molasses suivant le modèle CAM-CLAY, effectué des essais de laboratoire complémentaires et réalisé un calcul 3D du comportement des tunnels de la ligne A avec le logiciel de calcul FLAC ®. L'ensemble de ses calculs est décrit en détail dans l'article de Messieurs BILLAUX, RACHEZ, VARONA, VIROLLET et BERNARDET (TOS 179 de septembre 2003).

4.1 - Difficultés particulières dans la réalisation de cette station

gences verticale et horizontale maximales étant de l'ordre de 3 mm.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N°

187 -JANVIER/FEVRIER 2OO5 f«

ont été supprimés.

L'excavation des parois moulées à l'hydrofraise par Solétanche Bachy souvent à moins d'1 m des reins des tunnels existants ou pour d'autres à 1 m de la clé des mêmes tunnels, s'est bien déroulée malgré parfois la rencontre de vestiges de construction dans les alluvions. Les tunnels de la ligne A étaient comme pour la zone Wilson équipés de grillage en calotte et de profilés HEB 100 à l'aplomb des parois. Des théodolites motorisés contrôlaient en continu les déplacements et les jauges de contraintes étaient télémesurées. Les phases de réalisation des parois moulées près des tunnels avaient été calées pendant

n premier bilan des travaux gros œuvre de la ligne B du métro de l'agglomération toulousaine des périodes de vacances scolaires pour limiter l'impact d'une mise hors exploitation du tronçon Jean Jaurès - Capitale de la ligne (les trains passaient haut le pied dans le tronçon).

tunnels au Sud sur le lot 5, la pose des voies par SIEMENS devant démarrer initialement au Sud comme il est rappelé ci-avant en introduction.

Enfin, pour être presque exhaustif sur les difficultés, la plupart des parois ont été réalisées à partir de la dalle de couverture de l'ancien centre commercial qui était constitué d'un niveau en sous-sol qu'il n'était pas possible de démolir au préalable pour des raisons de maintien de la circulation.

Les ouvrages annexes ont été également mis à disposition plus tôt que prévu en même temps que les tronçons de tunnel.

t» Terrassement pour le radier de la station Les travaux avec deux casiers se sont déroulés sans problème. Le soulèvement maximal a été finalement de 7,8 mm. La divergence verticale maximale a été de 4,7 mm et la convergence horizontale maximale a été de 4,8 mm et une autre section a eu une convergence subverticale maximale de 5,4 mm. Les soulèvements ont été finalement moins importants que prévu et les convergences et divergences plus importantes que prévu tout en restant acceptables.

LOT 4 ! - Avancement général Le lot 4, dans l'hypercentre de Toulouse et dans la périphérie Sud, a été attribué au Groupement BOUYGUES TP, DELLA VERA, SOLETANCHE BACHY, RAZEL, DEMATHIEU et BARD, MALET, SESO, BOUYGUES TP étant le mandataire, et compte 6 stations (dont une réservation pour une future station Niel) et un tunnel foré à deux voies de 3700 m de longueur avec des ouvrages annexes d'épuisement et/ou de ventilation. Aujourd'hui, fin décembre 2004,4 stations ont été mises à disposition du Maître d'Ouvrage. Il reste à terminer dans les deux dernières stations à François Verdier, structures des accès pour la fin du délai contractuel le 03/02/05 et à Carmes des structures intérieures pour le 03/04/05, 2 mois plus tard que le délai contractuel du fait de contraintes extérieures. Le creusement du tunnel foré a été terminé le 18/05/04, le tunnelier et son train suiveur ont été évacués le 20/07/04. Le béton sous voies a été mis en place du 21/06/04 au 18/10/04 par tronçons, ce qui a permis de mettre à la disposition du Maître d'ouvrage le premier tronçon Niel - Empalot le 03/09/04 et à SIEMENS un mois plus tard. Cette anticipation de un mois dans la livraison de certains tronçons à SIEMENS a permis au Maître d'Ouvrage de neutraliser en partie le retard dans la mise à disposition des

Il est donc temps de faire un premier bilan des principales difficultés rencontrées sur le chantier et de présenter les principales variantes ou solutions techniques qui ont été proposées par le Groupement d'Entreprises et jugées intéressantes par le Maître d'Ouvrage et le Maître d'ceuvre. En commençant par le tunnel, nous faisons ci-après le point sur les différents types d'ouvrages.

2 - Avcrncemenf du tunnel Le tunnelier à pression de boue FCB reconditionné a démarré le creusement le 18/10/02 et terminé le creusement le 18/05/04, soit 19 mois de creusement proprement dit et de traversées de stations. Le tunnelier (comme celui du lot 5) est arrivé sur le site avec 2 mois de retard du fait des difficultés pour obtenir l'accord des autorités sur un itinéraire. Pour absorber ce retard et arriver un peu en avance pour mettre à disposition de SIEMENS le tunnel le plus tôt possible, le Groupement d'Entreprises a dû augmenter les capacités de dessablage (installation d'un troisième filtre-presse) et réorganiser les 3 postes de production en calant des postes de maintenance du vendredi 13 heures au lundi 12 heures. Le pilotage du tunnelier était assuré par le logiciel PYXIS de BOUYGUES qui a permis globalement de caler l'axe du tunnel dans un cercle de 5 cm de diamètre au lieu de 10 cm prévu au marché. Le creusement s'est effectué sans incident particulier, les tassements ont été en général négligeables et très localement au maximum de 5 mm.

Les caractéristiques des terrains rencontrés ont été globalement identiques à celles définies lors de la campagne de sondage préalable. Le creusement s'est toujours effectué dans la molasse à l'exception de l'arrivée à Empalot et à François Verdier. Pour l'arrivée à Empalot, où la clé du tunnel était calée dans les alluvions sur une dizaine de mètres de longueur, le jet-grouting prévu au marché a été remplacé par une substitution de terrain par des parois coulis. L'avancement moyen hors traversée de station a été de 12,1 m/jour (voussoirs de

1,40 m et de 1 m) et la meilleure journée a été de 25,80 m.

La volonté du Maître d'Ouvrage de sécuriser au maximum le creusement des tunnels visà-vis de l'environnement a amené le Maître d'ceuvre à demander au Groupement d'Entreprises de développer des paramètres permettant de détecter une anomalie en temps réel pour anticiper l'occurrence d'un fontis. L'Entreprise BOUYGUES TP a proposé le logiciel CATSBY qui a permis de définir des seuils d'alerte en corrélant les densités d'entrée et de sortie du marin au front avec les débits en plus des paramètres habituels de couple, de vitesse instantanée et de volume de mortier.

3 - Variante pour la traversée de la station Carmes 3.1 - Solution du marché La station Carmes dans l'hypercentre de Toulouse est l'avant-dernière station que le tunnelier avait à traverser. Elle a la particularité d'être : *+• Souterraine sur 20 m de longueur avec un ouvrage voûté de près de 11 m de largeur intérieure. La clé de la partie souterraine a une couverture de 12,50 m dont 5,4 m de molasse à prédominance sableuse et au droit du bâtiment 8,30 m de couverture sous le radier de ce dernier. Que ce soit la solution de base ou la variante, une voûte parapluie en tubes forés et scellés au terrain protège la voûte souterraine et l'approche du tunnelier au tympan. ^* En tranchée couverte sur 33 m de longueur avec une enceinte en parois moulées servant de structure définitive, la dalle de couverture étant réalisée avant l'excavation pour des raisons d'emprises.

Il était prévu des fouilles archéologiques sur 5 m de profondeur d'une durée de 6 mois avant l'exécution de la dalle. L'ensemble de la station devait être excavé et le radier achevé avant le passage du tunnelier.

3.2 - Première solution variante Peu de temps après la signature du marché, la durée prévisionnelle des fouilles archéologiques a été portée à 1 an. Le Groupement d'Entreprises a alors proposé que le tunnelier traverse la partie souterraine complètement achevée et qu'il traverse la partie sous dalle de couverture en creusant en pleine terre, l'excavation du

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 187 -JANVIER/FEVRIER 2OO5

I

(n premier bilan des travaux gros œuvre de la ligne B du métro de l'agglomération toulousaine volume de terre sous dalle de couverture étant réalisée après le passage du tunneher Un tympan provisoire était construit dans le puits de service situé dans la partie en parois moulées et contigue a la partie en souterrain Cette méthode permettait d'éviter que le retard dans le terrassement de la partie en parois moulées oblige à arrêter le tunneher devant la station Le chantier fut donc organisé en conséquence

3.3 - Deuxième solution variante

Ce retard a été en grande partie résorbé par un changement de méthode La partie souterraine a été réalisée en exécutant les piédroits d'abord au lieu de creuser et de bétonner la 1/2 section supérieure puis la 1/2 section inférieure Cette méthode avait l'avantage de réduire les tassements et surtout de pouvoir creuser ces galeries de piédroits sans avoir achevé le confortement du bâtiment Les tassements escomptés par les calculs étaient de 20 mm et ont été finalement de 10mm (voir photos et croquis ci-dessous)

*» Traversée par le tunnelier de la partie souterraine (voir croquis) Afin de gagner environ trois semaines sur la traversée du tunnelier, le Groupement d'Entreprises a proposé de combler le volume de la partie souterraine avec un mortier faiblement dosé en ciment, le puits de service étant rempli d'eau pour maintenir une pression hydrostatique suffisante

4 - Variante pour la réalisation des niches

**• Réalisation de la partie souterraine

d'épuisement (voir photo et croquis)

La découverte en cours de chantier (dépose des habillages et faux-plafonds pour rénovation) de la fragilité aux tassements et de l'absence de contreventements longitudinaux du bâtiment public R+4 au-dessus de la partie souterraine a amené le Groupement d'Entreprises à réaliser des confortements lourds dans ce bâtiment (principalement cintrage du sous-sol par des liernes précontraintes) L'étude et la réalisation de ces confortements devaient entraîner un retard important dans la réalisation de la partie

Pour optimiser le profil en long du tunnel dans l'hypercentre (couverture de molasse maximale sur la plus grande longueur possible) en dépit du fait que les ouvrages de

souterraine

Station Carmes Coupe transversale en partie souterraine

Niche après sciage des voussoirs

Piédroits de Carmes

Mortier faiblement dosé enjament mise en place gravitairement Voûte de Carmes

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 B7

Station Carmes - Traversée tunnelier

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premier bilan des travaux gros œuvre de la ligne B du métro de l'agglomération toulousaine La réalisation des dalles par demi-chaussée imposait, pour respecter le planning, de remblayer au plus tôt pour rétablir la chaussée et attaquer la deuxième partie de dalle. Le Groupement d'Entreprises a proposé la géomembrane bentonitique VOLTEX qui pouvait être mise en œuvre sans attendre le séchage de la dalle. Ce complexe d'étanchéité s'est révélé facile d'emploi et particulièrement intéressant pour les zones difficiles d'accès.

LOTS

! - Avancement général Tunnel : Niches épuisement - Clé de cisaillement

ventilation doivent être situés au milieu des interstations, les ouvrages d'épuisement sont disjoints des ouvrages de ventilation.

Les largeurs des parois moulées sont de 1,20 m, 1,00 m et 0,80 m. La longueur des panneaux est en général de 6,60 m.

Le marché prévoyait donc une bâche de recueil des eaux dans le volume du béton sous voie en tunnel, une niche aveugle de 1,40 m de largeur intérieure de 2,40 m de hauteur intérieure et de 1,45 m de profondeur intérieure aux reins du tunnel, un forage de 0 300 reliant cette niche à la surface.

Après avoir réalisé la station Saint Michel à l'hydrofraise, le Groupement d'Entreprises a proposé pour des raisons de disponibilité de l'hydrofraise par rapport à l'enchaînement du démarrage des stations, d'utiliser à Palais de Justice et à François Verdier la benne hydraulique KS.

La largeur extérieure de la niche 2,20 m intéresse donc 3 voussoirs de 1,40 m de longueur.

L'utilisation de l'hydrofraise était maintenue à la station Carmes compte tenu de la profondeur des parois 27 m et surtout de la proximité (1,2 m) d'un bâtiment ancien et sensible.

Pour éviter la mise sur cintres du tunnel dans cette zone, le Groupement d'Entreprises a proposé de solidariser par frottement les voussoirs au-dessus de la future ouverture. Pour cela entre deux anneaux successifs, 2 carottages de 0 300 sur une profondeur de 200 mm ont été effectués (pour des voussoirs de 340 mm d'épaisseur). Une clé 0 200 mm en béton préfabriqué B40 a été scellée à la résine dans chaque carottage.

Des géophones ont été posés sur les bâtiments riverains. La station Palais de Justice a des parois moulées de 24 m de profondeur et la station François Verdier de 25 m de profondeur. A Palais de Justice les parois moulées sont à 6 m des bâtiments sensibles et à François Verdier à 2,5 m de bâtiments d'habitation anciens et fondés très superficiellement.

La réalisation des niches s'est effectuée sans problème, la tenue définitive des anneaux étant assurée par les traverses de la niche.

Les chantiers à l'hydrofraise comme à la benne hydraulique KS se sont déroulés sans problème, les géophones n'ont pas relevé de valeurs nuisibles.

5 - Variante pour la réalisation des parois moulées

Les déviations des parois à l'hydrofraise comme à la benne KS ont été généralement de l'ordre de 0,5% pour une tolérance de 1% prévue au marché.

Compte tenu de la fragilité de certains bâtiments riverains des futures stations, le marché prévoyait que les parois moulées de 4 stations sur 6 soient excavées à l'aide d'une machine à circulation inverse (hydrofraise) (Saint Michel, Palais de Justice, Carmes et François Verdier). Les premiers mètres sont par contre, excavés à la benne à câble.

6 - Variante pour étanchéité des dalles de couverture des stations Le marché prévoyait pour les dalles des stations une étanchéité adhérente en bitume polymère armé, une étanchéîté non adhérente par géomembrane PVC n'étant pas faisable à cause des piédroits en paroi moulée.

Le lot 5, au Sud a été attribué au Groupement GTM Construction, SPIE Batignolles TPCI, GTM étant le mandataire, et compte 5 stations et un tunnel foré à deux voies de 3163 m de longueur avec des ouvrages annexes d'épuisement et de ventilation. Aujourd'hui, fin décembre 2004, les 5 stations sont achevées à l'exception de la dernière station dont les structures intérieures sont en cours d'achèvement et de certains accès. Le creusement du tunnel foré a été terminé le 27/10/2004 et la fin imminente de la mise en œuvre du béton sous voies permettra de mettre le tunnel à disposition de SIEMENS TS au début de l'année 2005. Les derniers ouvrages en cours de réalisation seront finalement livrés au Maître d'ouvrage fin février 2005. L'avancement accuse donc un retard de 4 mois, le délai contractuel s'achevant le 22/10/2004. Ceci est dû à la rupture accidentelle des dents de la couronne d'entraînement de la roue du tunnelier qui a entraîné un retard de 7 mois dans le creusement. Le Groupement d'Entreprises a réussi à réduire ce retard à moins de 4 mois en mettant en œuvre plusieurs solutions palliatives dont nous donnons quelques détails ci-après.

2 - Solutions palliatives à l'enchaînement des retards 2.1 - Panne du tunnelier Le tunnelier FCB re-conditionné a donc subi une avarie majeure, la rupture des dents de la couronne d'entraînement ainsi que des dommages importants aux rouleaux supportant cette couronne et aux dix moto-réducteurs d'entraînement de la couronne. Cet incident

• • • • • • • • • • • TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 87 - JANVIER/FEVRIER 2OO5

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(n premier bilan des travaux gros œuvre de la ligne B du métro de l'agglomération toulousaine est intervenu le 09/10/2003 quand le tunnelier était dans la troisième interstation (Rangueil / Saouzelong) après avoir parcouru environ 1600 m sur 3163 et fonctionné depuis près d'un an. Rapidement, il est apparu qu'il n'était pas possible de réparer la couronne sur place compte tenu du nombre important de dents endommagées (111/163). Il fallait donc extraire la couronne sur place, en faire re-fabriquer une nouvelle et la remettre en place. Il n'était pas possible de faire un puits à l'aplomb de la tête, le tunnelier étant sous une villa. Cependant, la tête du tunnelier était à 42 m environ en arrière du futur ouvrage de ventilation "Avions" dont le puits de. 6,80 m de diamètre excavé et la demi section supérieure du rameau (de 15 m environ de longueur et de 4,5 m de largeur au terrassement) avaient déjà été achevés en terrassement (revêtement provisoire en béton projeté). Le Groupement d'Entreprises a approfondi le rameau à 5 m de hauteur pour permettre l'évacuation de la couronne. Il a réalisé une galerie de 42 m de long jusqu'à la tête du tunnelier avec cintres et béton projeté en deux demi-sections. Cette galerie a été prolongée de 9 m dans la direction opposée pour servir de chambre d'attaque. Cette galerie en fer à cheval de 8 m de diamètre utile (10 m au terrassement des

Excavation de la 112 section inférieure

oreilles) a permis de riper le tunnelier jusqu'au carrefour avec le rameau Avions.

Roue de coupe séparée de la couronne

Le tunnelier s'est déplacé en posant au fur et à mesure l'anneau de voussoir standard du creusement de 6,80 m de diamètre intérieur, un béton de blocage a été mis en place entre l'extrados du revêtement de voussoir et l'intrados du tunnel. Le Groupement d'Entreprises a ensuite construit une équerre mobile qui a permis d'extraire et de désaccoupler la roue de coupe de la couronne puis de transporter dans le rameau la couronne et de refaire la tâche inverse avec la nouvelle couronne. Cette opération, qui demanderait un exposé plus détaillé, était particulièrement délicate du fait de la précision de mécanique fine (±1 mm) qui était imposée par le remontage de la couronne et du poids des pièces à manipuler (90 t pour la roue et le module dont 41 t pour le module avec 10 pour la couronne) dans un environnement de galerie provisoire.

Roue de coupe séparée de la couronne

(voir les 4 photos ci-après)

Galerie terminée

Galerie vers le tunnelier

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N" 187 -JANVIER/FEVRIER 2OO5

Ripage de la couronne dans la galerie Avions

premier bilan des travaux gros œuvre de la ligne B du métro de l'agglomération toulousaine Comme s'y était engagé le Groupement d'Entreprises, le 03/05/2003, sept mois après la panne, le tunnelier ré-attaquait le creusement. Le creusement des galeries traditionnelles avec un carrefour entre le rameau et la galerie de 8 m particulièrement délicat, a duré 5 mois. La fabrication de la nouvelle couronne s'est faite en temps masqué et a duré, transports compris, 6 mois.

2.2 - Galerie de sortie du tunnelier Afin de gagner du temps sur le creusement global, le Groupement d'Entreprises a réalisé deux galeries de sortie de station pour le tunnelier. En effet, la traversée d'une station dure généralement 3 semaines avec 2 semaines pour la pose du portique de démarrage et les anneaux de faux tunnel. A cette durée s'ajoute ensuite une à deux semaines pour la démolition du faux tunnel. Pour gagner 3 à 4 semaines à la traversée des deux dernières stations, le Groupement a réalisé deux galeries, l'une à Saouzelong de 50 m et l'autre à Saint Agne de 30 m. Les caractéristiques de ces galeries étaient identiques, en diamètre et en méthode, à celles cl' "Avions".

2.3 - Galerie et puits PN Le retard du tunnelier ne permettait pas à celui-ci d'arriver dans la station réservée Niel du lot 4 comme le programme le prévoyait. En effet, à la date prévisible d'arrivée à la station réservée Niel, la zone des voies de cette dernière était déjà mise à disposition de Siemens. Le Groupement d'Entreprises a donc réalisé un puits provisoire de 10 m de diamètre intérieur et de 18 m de profondeur à 40 m environ de la station réservée Niel. Sans attendre l'arrivée du tunnelier dans ce puits, le Groupement a réalisé une galerie définitive en fer à cheval de 6,80 m de diamètre intérieur et de 5,5 m de hauteur intérieure. (voir photo )

Galerie vers Niel

Le tunnelier a été évacué par le puits PN et le train suiveur a été transporté sur des plateformes automotrices surbaissées jusqu'à la dernière station Saint Agne, où il été tronçonné et évacué

3 - Avancement et points marquants du creusement 3.1 - Creusement Le logiciel de guidage utilisé était le système CAP. Le creusement s'est effectué en 17 postes de 8 heures par semaine (la maintenance étant incluse dans les postes). L'avancement moyen par jour (hors traversée de station et hors panne à "Avions") a été de 11 m et la meilleure journée a été de 28 m (anneaux de 1,40m).

3.2 - Traversée de zones sensibles Le passage sous ou à proximité des immeubles de grande hauteur (10 étages) fondés ou non sur pieux, s'est passé sans tassement notable (moins de 2 mm). La traversée de l'autoroute de Rocade avec 9 m de couverture et la traversée de voies SNCF Toulouse / Narbonne se sont effectuées sans tassement notable et en prenant le maximum de précautions en matière de suivi des tassements en surface et en profondeur.

2.4 - Evacuation du tunnelier Aussitôt arrivé, le 27/10/2004, le tunnelier a été démantelé et évacué en un temps particulièrement court de 3 semaines.

3.3 - Utilisation du "fontimèfre" Le pénétromètre en calotte du corps avant du tunnelier appelé "fontimètre" s'est révélé

l'indicateur le plus fiable pour appréhender les conditions de creusement. Bien entendu, c'est un indicateur nécessaire mais pas suffisant. Il est à combiner avec notamment la mesure des pesées et du volume de mortier de bourrage.

CONCLUSION Pour compléter ce bilan des travaux de la ligne B, mentionnons que les travaux de tunnel en tranchée couverte se sont achevés dans les temps (le lot 1 au nord confié au Groupement DV Construction, SOGEA, DODIN, BOTTE SADE, INTRAFOR, DV Construction étant mandataire et le lot 6 au sud confié au groupement CHAGNAUD, CONDOTTE D'ACQUA, DG Construction, RABOT DUTILLEUL, SOPRECO, CHAGNAUD étant mandataire). Ainsi, 43 mois après le premier coup de pioche (fin mai 2001 pour les premiers travaux), nous pouvons dire que le pari de réaliser 16 km de tunnel et 20 stations est gagné malgré les aléas inhérents aux travaux souterrains et les contraintes apportées par l'environnement urbain. Mais il ne s'agit que du gros-œuvre et il reste à aménager les stations et équiper les tunnels.

L'essai doit être maintenant transformé par les équipes de second œuvre et des équipements non liés au système ainsi que par SIEMENS TS pour l'installation du système VAL.

» TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 87 - JANVIER/FEVRIER 2OO5

JONSEIL D'ADMINISTRATION i

de ia

*

du Conseil

EMBRES PRESENTS :

Mërnbres présents ' Jacqué$ Allemand, Jean-Claude Amet, Jacques Burdin, Pierre Chapsal, Yves Chatard, Pierre Duffaut, Bernard Façonnât, Jean-Paul Godard, Jean Guillaume/ Christian Huaft, Alain Jourdain, Yves Krongrad, Yann Leblais, Robert Langelin, Marc Perez, Jean Philippe, Jean-Pierre Pronost* Jean-Luc Reith et Claude Romagny.

André Broto avait donné pouvoir à Jacques Allemand. André Duteil représentait Jean Guénard. Bernard Guillermou avait donné pouvoir à Jean Philippe. Daniel Merakeb représentait Philippe Rauzy. 21 membres sont présents ou représentés (sur 30). Marc Deburaux et Pascal Dubois se sont excusés. Assistent également à la réunion : Alain Balan, Henry Barthès, Florence Demême-Coquand, Jacques Nardin, Jacques Picard, Jean Piraud, Nicole Plasse, Carole Soihier et François Valin. La réunion est ouverte à 14h35.

I - OBSERVATIONS SUR LE CR DE LA REUNION DU 10.06.04

Conformément aux statuts, les demandes d'adhésion sont approuvées par le Conseil. Il s'agit de :

II n'y a pas d'observation sur le CR de la réunion précédente.

- Membres individuels français : Etienne Rousselet, Jean-Christophe Laugier (Etudiant), Jean-Louis Flodrops, Benjamin Lecomte (Etudiant), Younes Haddani et Guillaume Plante.

2 - POINT SUR LES ADHESIONS Au 1er décembre 2004, l'AFTES comptait 656 membres contre 661 au 07.06.04 et 666 au 15.12.03.

Ils se répartissaient ainsi:

MCF

137

134

MIE

60

57

MCE

12

12

TOTAL

661

MIF = membre individuel français MCF = membre collectif français MIE = membre individuel étranger MCE = membre collectif étranger

13

656

- Membre collectif français : Guintoli (*) Les démissions des membres collectifs sont celles de : - Sobea Environnement IdF, qui n'exécute plus de grands travaux souterrains, - SNCF-TGV Méditerranée, - Société du Métro de Marseille, - Affixa, en liquidation judiciaire

3 - COMPOSITION DU CONSEIL La réunion du Conseil étant suivie par la réunion de l'assemblée générale et leurs comptes-rendus étant diffusés simultanément, on ne reprend pas dans le CR du Conseil les éléments détaillés dans le CR de l'AG.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 187 -JANVIER/FEVRIER 2OO5 « « « » » « « «

pmpte-rendu de la réunion du Conseil d'Administration du 9 décembre 2004

Conformément à l'article 13 des statuts, le Conseil décide de proposer à la ratification de l'AG : • le remplacement de Jean-Louis Giafferi (EDF) par Florence Demême-Coquand (RPF); • le remplacement d'Alain Jourdain (SNCF) par Alain Balan (SNCF); • le remplacement de Philippe Sardin (CETu) par Michel Deffayet (CETu);

deux sens. Ce point pourrait être soulevé lors de la prochaine réunion à Chambéry. - manifestation " Arc Alpin 2020 ", organisée en parallèle Pierre Chapsal précise que cette manifestation comprendra : - une exposition grand public du 8 au 16 octobre dans le hall B de SavoiExpo (l'expo APTES est dans les halls C et D) ; - un colloque sur les traversées alpines le jeudi 13 octobre 2005.

4 - POINT SUR L'INTÉGRATION D'ESPACE SOUTERRAIN À L'AFTES

7 - RAPPORT D'ACTIVITÉ DES VICE-PRÉSIDENTS

Jean Philippe rappelle que le Règlement Intérieur de l'association a été modifié pour permettre :

7.1 - Jean Guillaume assure les relations avec les compagnies d'assurance. En outre, il est l'animateur du nouveau groupe de travail sur la conduite du déroulement des projets.

• l'intégration de l'association " Espace Souterrain " au sein de l'AFTES, dans un Comité " Espace Souterrain ";

7.2 - Jean-Paul Godard confirme qu'il a quitté le Bureau de l'AITES et que Yann Leblais y a été élu en mai 2004.

• la création d'une délégation " matériels et équipements ".

7.3 - Robert Longelin présente les éléments qu'il développera à l'AG.

Pierre Duffaut confirme qu'Espace Souterrain va tenir son assemblée générale de dissolution avant l'AG de l'AFTES. La disparition des présidents politiques d'Espace Souterrain a renforcé l'intérêt de cette évolution, fortement favorisée par les liens déjà très étroits entre les deux associations. Les membres de l'association dissoute se retrouveront au sein du Comité créé dans l'AFTES.

5 - DESIGNATION DE FRANÇOIS VALIN COMME DELEGUE " MATERIELS ET EQUIPEMENTS " Le Conseil désigne François Valin comme Délégué " Matériels et Equipements ".

Tout en acceptant cette désignation, Bernard Falconnat considère qu'il reste des ambiguïtés sur la définition des équipements. Jean-Pierre Pronost pense qu'il faut laisser la délégation se mettre en place et commencer à fonctionner. Un rapport particulier est envisagé pour fin 2005.

6 - RAPPORT D'ACTIVITE DU PRESIDENT En plus de ce qui sera présenté, tant au Conseil qu'à l'AG, par les différents intervenants, Jean Philippe souhaite souligner la politique de communication développée par la participation de l'AFTES à diverses manifestations : • congrès de l'Industrie Minérale à Lille du 6 au 8 octobre 2004, où l'association a eu un stand ; • Interoute à Montpellier les 30.09 et 01.10, où l'AFTES a été présente sur le stand du Ministère de l'Equipement ; • journées franco-suisses AFTES/GTS, les 17 et 18 novembre à Zurich avec 4 exposés consacrés aux incidents en tunnels et les visites des chantiers du contournement de Zurich. Il rappelle les originalités du congrès d'octobre 2005 à Chambéry : • collaboration avec les trois associations voisines : espagnole, italienne et suisse ; Bernard Falconnat pense que les échanges avec les étrangers sont une bonne chose à condition qu'ils fonctionnent dans les

7.4 - Christian Huart y soulignera l'évolution défavorable aux travaux souterrains dans l'assainissement. Il propose de développer les relations avec les services techniques des villes de France (>500.000 hab.) en les abonnant à TOS et en particiv pant au congrès des Maires de France.

7.5 - Jean-Claude Amet présentera en AG l'activité des délégations régionales, les actions vers les jeunes et l'évolution de Planète-TP.

8 - RAPPORT DU PRÉSIDENT DU COMITÉ TECHNIQUE Jean Piraud présentera l'activité du Comité Technique au cours de l'assemblée générale.

9 - RAPPORT DU TRÉSORIER Yves Krongrad présente le rapport qu'il fera à l'AG. Le Conseil approuve les nouveaux taux des cotisations des membres pour 2005.

10 - PROCHAINE RÉUNION DU CONSEIL Elle aura lieu le mercredi 15 juin dans le cadre des journées de la FSTT à Rosny sous Bois. 11 -

Tour de table et questions diverses

11.1 - Jacques Burdin indique que la suppression des autorisations de carrières devrait amener au développement des exploitations en souterrain.

11.2- Marc Pérez considère que son groupe de travail (GT25, maîtrise des coûts et contractualisation) rentre dans une phase active ; l'analyse des risques à partir des retours d'expérience devrait permettre de limiter les craintes vis-à-vis des travaux en souterrain. 11.3- Jacques Allemand considère que la communication est extrêmement importante pour faire connaître l'utilité des travaux en souterrain. Planète-TP est avant tout un musée grand public.

* « » TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 187 -JANVIER/FEVRIER 2OO5

NERAL

Le Président ouvre la séance à MM 1. 85 personnes sont présentes.

INTERVENTION DE JEAN PHILIPPE Président de l'AFTES

et équipements destinés aux souterrains " ; le Conseil a désigné François Valin comme Délégué ; • un Comité " Espace Souterrain " pour accueillir dans l'AFTES les activités de l'association " Espace Souterrain ", qui vient de tenir son assemblée générale extraordinaire de dissolution, juste avant la présente assemblée de l'AFTES.

Jean Philippe remercie la FNTP de nous accueillir traditionnellement pour notre assemblée générale qui suit la réunion du Conseil d'administration.

Le texte du nouveau Règlement Intérieur est publié dans la revue TOS à la suite du présent compte-rendu.

Il salue la présence de Michel Sindzingre, Président de la Société de l'Industrie Minérale.

INTERVENTION DE PIERRE DUFFAUT

Il indique que, conformément à l'article 13 des statuts, le Conseil a pourvu au remplacement de trois de ses membres : • Jean-Louis Giafferi (EDF) est parti pour 3 ans à la Réunion et ne pouvait plus assurer son poste au Conseil ; EDF n'ayant pas demandé à le remplacer, le Conseil a retenu la candidature de Madame Florence Demême-Coquand (Chargée d'Opérations Direction Régionale IdF à RFF) ;

• Alain Jourdain (SNCF) a quitté la Direction Technique de l'Ingénierie et, sur demande du Directeur de l'Ingénierie SNCF, le Conseil a retenu la candidature d'Alain Balan (Directeur des Grands Projets Infrastructures SNCF) pour le remplacer.; • Philippe Sardin a quitté la Direction du CETu, pour celle de l'ENTPE ; sur sa proposition le Conseil a retenu la candidature de son successeur, Michel Deffayet pour le remplacer. Il n'y a pas d'observations de l'assemblée sur ces trois remplacements qui sont donc ratifiés. Conformément aux statuts les mandats de ces trois remplaçants prendront fin au prochain renouvellement du Conseil, soit à la fin 2005. Actuellement, l'association compte 656 membres ; compte tenu des actions entreprises (participations congrès, relations avec les fabricants,...) une évolution positive est attendue pour l'année prochaine.

Jean Philippe rappelle les relations avec les associations des pays voisins ; en particulier, la réunion annuelle avec le GTS suisse a eu lieu les 17 et 18 novembre à Zurich. Enfin, il indique que le Conseil a modifié le Règlement Intérieur de notre association, pour créer et définir :

• une Délégation " Matériels et Equipements " pour " coordonner l'action des constructeurs et fournisseurs de matériels

Espace Souterrain Pierre Duffaut rend compte de l'assemblée générale extraordinaire de l'association " Espace Souterrain " qui a décidé de sa dissolution et de l'intégration de ses membres au sein du Comité " Espace Souterrain " que l'AFTES vient de créer par modification de son Règlement Intérieur. Il rappelle l'activité qu' " Espace Souterrain " a développée, en particulier sous la Présidence du Préfet Maurice Doublet, et le resserrement des relations avec l'AFTES ces dernières années.

INTERVENTION DE YANN LEBLAIS Vice-Président chargé des relations internationales Yann Leblais a été élu au Bureau Exécutif de l'AITES, lors de son Assemblée Générale à Singapour en mai. Il a donc pris le relais de Jean-Paul Godard au sein de ce Bureau. Après avoir assuré l'animation du WG " Recherches " de l'AITES pendant 20 ans, il a passé le relais à Eric Leca. La mise en place d'un secrétariat à Genève par l'AITES s'est avérée très bénéfique : amélioration de la communication ; site Internet ; lettre électronique. Le financement de l'AITES est très important (sponsors, membres collectifs affiliés,...). Pour les WG, il faut noter la fusion des 4 et 13 dans le WG 20 " problèmes urbains : solution en souterrain " dont le tuteur est Jean-Paul Godard. Yann Leblais est le tuteur du WG " tunnels immergés ".

La prochaine réunion du Bureau de l'AITES aura lieu fin février à Caracas. L'assemblée générale aura lieu les 8 et 11 mai à Istanbul ; elle sera précédée d'une session de cours de formation auprès des jeunes du pays d'accueil.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 87 -JANVIER/FEVRIER 2OO5 «

pmpfe-rendu de la réunion de l'Assemblée Générale du 9 décembre 2004 INTERVENTION DE PIERRE CHAPSAL Président du Comité d'Organisation du Congrès de Chambéry Le congrès de Chambéry se tiendra du 10 au 12 octobre 2005 dans les locaux de SavoiExpo. Son organisation se déroule normalement ; la diffusion du deuxième bulletin a amené 114 propositions de communications (dont 46 d'origine française) ; 35 ont été retenues pour une présentation orale (dont 13 d'origine française). Ce congrès est organisé en collaboration avec les associations espagnole, italienne et suisse, ce qui a fortement augmenté son caractère international, tant sur le plan des communications que sur le plan de l'exposition, où il ne reste actuellement qu'une quinzaine de stands disponibles.

réseau routier transeuropéen. Cette directive a listé 512 tunnels d'une longueur supérieure à 500 m dont 35 en France ; • en France, après la catastrophe du Mont-Blanc, un Comité national d'évaluation a listé 39 tunnels français de plus d'un kilomètre de longueur et formulé un ensemble de recommandations (juillet 1999). Puis est venue la circulaire interministérielle d'août 2000, qui s'applique aux tunnels du réseau natiO" nal, y compris les autoroutes concédées, dont la longueur est supérieure à 300m. Cette circulaire prévoit aussi l'examen des tunnels en service de plus de 300m qui n'ont pas fait l'objet du diagnostic de 1999 (60 ouvrages).

L'organisation d' " Arc Alpin 2020 ", manifestation grand public, qui se tiendra du 8 au 16 octobre, progresse en coordination avec le congrès de l'AFTES.

Sur le plan national non concédé, le programme a été porté à 30 millions d'Euros par an. Il s'y ajoute un certain nombre d'opérations spécifiques pour le doublement des tunnels existants ou des modifications sur les tunnels en travaux au moment de la parution de la circulaire. Sur le réseau concédé les travaux lourds, lancés et à lancer, représentent des montants tout aussi considérables.

La tâche actuellement importante, pour le congrès APTES, est la préparation du troisième et dernier bulletin, qui sera diffusé en mai 2005.

Le Ministère a décidé d'anticiper le délai habituel de deux ans pour transposer les dispositions prises à Bruxelles et le décret d'application de la loi de 2002 est en cours de préparation.

INTERVENTION DE ROBERT LONGELIN Vice-Président chargé des relations avec les organisations professionnelles Nous voici, une fois encore, réunis dans les murs de la FNTR Permettez-moi de penser que vous n'avez aucun doute quant à l'excellence, dans la continuité, des rapports entre notre association, d'une part, et le syndicat des TS et la FNTP, d'autre part. C'est l'occasion, aujourd'hui, de remercier chaleureusement en votre nom le Président Tardy, à la fois pour nous permettre de nous réunir en ce lieu et aussi pour l'attention qu'il porte à l'action de ses entreprises. Vous avez peut-être déjà été informés des statistiques de la Fédération pour les TS en 2003 : ÇA hexagonal de 448 millions d'Euros, soit 1,4% du ÇA total TP intérieur (31,8 milliards d'Euros). Notre activité a connu un recul de 10% en 2003 par rapport à 2002, alors que le total TP augmentait lui de 9%. Il faut enfin signaler que l'activité TS extérieure a, en 2002, dépassé l'activité intérieure (575 millions d'Euros contre 497).

En 2004, des ouvrages importants sont en fin d'étape ; les étapes suivantes sont prévues, mais, compte tenu des temps de réflexion, d'études diverses, de passation des marchés... les démarrages ne se feront, au mieux, qu'en fin d'année. On ne doit pas attendre une augmentation sensible d'activités de la part de la RATP ou du SIAAP ; pour les TGV, celui de l'Est ne comporte pas d'ouvrages souterrains. Espérons que des décisions plus définitives seront prises pour le Lyon-Turin et que le chantier du deuxième tube du tunnel de Toulon démarrera prochainement. Rappelons que, pour 2004, les prévisions politiques étaient un gel budgétaire pour l'Etat, des transferts de charges vers les communautés locales et une reprise modérée de l'investissement pour le privé. Il semble bien que ces prévisions sont à reconduire pour 2005. En ce qui concerne la sécurité des tunnels existants ou en cours de réalisation :

• en Europe, en juin 2004, le Parlement a voté une directive concernant les exigences minimales de sécurité applicables au

Vues par nos entreprises, les actions de l'AFTES, pour ses apports intellectuels, ses possibilités de contacts divers, les opportunités d'amélioration des connaissances, sont devenues indispensables aux activités de notre spécialité. Le Comité Technique et ses groupes de travail, notre revue TOS et les congrès internationaux triennaux font maintenant partie de notre vie professionnelle. D'autant plus que nous vivons les derniers moments de l'activité minière nationale, avec la disparition des programmes scolaires correspondants, l'arrivée très tardive de jeunes sans formation dans nos travaux, le départ plus précoce des anciens. Tout ceci risque à terme d'avoir pour conséquence une perte de compétence et de compétitivité. Il nous appartient de trouver des solutions pour que les meilleurs des jeunes se décident à nous rejoindre, en leur offrant des conditions de travail intéressantes.

Ces derniers mois, nous avons également assisté à des rapprochements et des actions communes avec nos voisins italiens, espagnols, belges,... nous pensons que cette politique est justifiée et qu'elle doit se poursuivre. Enfin, le samedi 4 décembre, nous avons honoré et fêté notre sainte patronne, la Sainte Barbe, dans une ambiance très amicale et festive.

INTERVENTION DE CHRISTIAN HUART Vice-Président chargé des relations avec les collectivités locales Christian Huart présente tout d'abord son activité comme représentant de l'AFTES au sein de diverses associations :

Clé de Sol : la publication des conclusions du groupe de travail pour une bonne utilisation des galeries techniques est imminente, après quelques difficultés d'ordre matériel. Mais la galerie technique en souterrain n'est sûrement pas pour demain. ASTEE (anciennement AGHTM) : les nouvelles normes européennes, la présence de pesticides, de nitrate, de métaux lourds un peu partout sont les principales préoccupations de

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pmpte-rendu de la réunion de l'Assemblée Générale du 9 décembre 2004 l'association, ce qui nous éloigne un peu des travaux, sauf pour la réhabilitation. AT/VF : les contacts n'ont pas été réellement renoués ; une nouvelle tentative sera faite dans le cadre du GT "standardisation". FSTT : les relations sont excellentes. Les points communs sont les puits, l'environnement des travaux souterrains et les forages dirigés. L'assainissement a permis de soutenir en partie l'activité des travaux souterrains ces dernières années. Le SIAAP apparaît, en région parisienne, comme le principal Maître d'Ouvrage. Après avoir fait preuve, les dernières années, d'un bel enthousiasme, Christian Huart veut attirer l'attention sur l'évolution à attendre : • pour /e SIAAP :

• en 2005 et 2006, crédits de paiement de 120 millions d'Euros pour les réseaux et 315 millions pour les usines ; • maintien de l'activité pour les usines, au niveau de la modernisation des stations pour les mettre aux normes européennes ; • au niveau réseaux, décroissance de l'activité car les principaux sont réalisés ;

• même phénomène en province, où les crédits de paiement pour la construction de nouvelles stations sont de l'ordre de 300 millions d'Euros ; rien pour les travaux souterrains. Il y a certes un phénomène d'échelle : un tuyau de 1200 est suffisant pour alimenter une station pour 500.000 habitants. Mais il n'y a pas que cela : les travaux souterrains sont encore considérés comme une méthode chère et à haut risque par les Maîtres d'Ouvrage que sont les élus et les Maîtres d'œuvre que sont les services des villes. A cette réticence vont s'ajouter :

• une remise aux normes européennes des stations : Marseille est à refaire et, en région parisienne seul Valenton est conforme ; • une diminution sensible des subventions des agences de bassin ; l'Etat a fait un véritable hold up sur les crédits non dépensés : 100 millions en Ile de France. La énième loi sur l'eau devrait instaurer une taxe sur les eaux pluviales pour freiner l'imperméabilisation et traiter les eaux pluviales de plus en plus polluées rejetées dans un milieu de plus en plus sain.

La seule solution passe par des réseaux, mais surtout du stockage ; il faut inverser la tendance : les bassins sont plus chers que les tunnels, surtout au niveau de l'exploitation et les travaux en souterrain sont sûrement plus surs. Pour tout cela il est impératif de mener campagne en utilisant nos vecteurs : Chambéry, TOS (à diffuser aux villes et communautés urbaines) et visites de chantier.

VL10) et en mai la visite du lot 3 de la ligne B du Métro de Toulouse. Elle vient d'organiser la manifestation de la Sainte Barbe. Pour 2005, elle prévoit une visite du tunnel PerpignanFigueras (Eiffage), une visite du tunnel du Lioran (Spie, CBTP, CM) et une visite de la pose de voie sur le Métro de Toulouse. La Délégation du Sud-est (Jacques Nardin) a organisé, dans l'ordre chronologique : • en février, une conférence sur l'exploitation des tunnels, organisée conjointement avec F3i, qui regroupe la plupart des entreprises et bureaux d'étude dans les domaines de l'électricité et de l'automatisme (60 personnes dont 15 AFTES) ; • en avril, conférence sur la liaison ferroviaire Lyon-Turin, en liaison avec les Arts et Métiers (250 personnes) ; • en mai, visite du chantier du tunnel de la Vierge à Lodève (DDE, AIOA, CM) (17 personnes) ; • en juin, visite du chantier du tunnel du Sinard sur l'autoroute A51 (Area, Scetauroute, BEC et Carillion) (32 personnes) ; • en novembre, visite de la base aérienne 942 (mont Verdun) de l'armée de l'air à Limonest près de Lyon (20 personnes).

Elle s'est également associée à la présence de l'AFTES au salon professionnel Infraroute en mars à Lyon et aux journées Inter-routes à Montpellier en septembre. Pour: 2005, elle prévoit les visites du tunnel routier du Lioran, du tunnel routier du Glion en Suisse (réhabilitation), du tunnel du Franchet en Haute Savoie, du tunnel autoroutier de l'Epine (mise en conformité) et d'un tunnel à préciser en région PACA. La Délégation Ile de France (Jean-Claude Amet) a organisé : • en janvier, visite du tunnel de Soumagne (Vinci, Eiffage, CFE) (20 personnes) ; • en juin, visite du tunnel de Schirmeck (Razel, Demathieu et Bard) (25 personnes) ; • en juillet, Castor (RFF-SNCF, Solétanche-Bachy) (20 personnes) ; • en novembre, VL20 (40 personnes).

Pour 2005, elle prévoit les visites du tunnel Maurice Lemaire à Sainte-Marie aux Mines, de Socatop et du Collecteur Réservoir TIMA dans la région parisienne. Pour les relations de l'association avec les jeunes, Jean-Claude Amet souligne qu'il n'y a pas actuellement d'actions systématiques dans les écoles ; 2 à 3 participent à chaque visite de délégation régionale ; il faut les accueillir s'ils sont intéressés. Jacques Burdin a pris contact avec les écoles pour le congrès de Chambéry. En ce qui concerne Planète-TP, la mise en forme définitive du hall Travaux Souterrains est en cours.

INTERVENTION DE JEAN PIRAUD

INTERVENTION DE JEAN-CLAUDE AMET

Président du Comité Technique

Vice-Président

Jean Piraud rappelle qu'il y a eu, en 2004, 22 groupes de travail actifs, qui ont regroupé environ 350 participants. Leur principale production est la publication de recommandations, d'états de l'art et d'avis techniques. En 2004, le GT3 a organisé, en relation avec l'Industrie Minérale, un colloque sur les tirs à l'explosif et la réglementation.

Jean-Claude Amet présente d'abord les activités des Délégations Régionales : La Délégation du Sud-ouest (Olivier Vion) a organisé en février la visite des ateliers de Bessac (construction du tunnelier

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pmpte-reridu de la réunion de l'Assemblée Générale du 9 décembre 2004 Le Comité Technique se réunit 3 fois par an ; il compte 39 membres (1/3 entrepreneurs, 1/3 maîtres d'œuvre, 1/3 maîtres d'ouvrage) ; il pilote les groupes de travail et valide les textes qu'ils produisent. 4 recommandations ont été publiées dans les TOS de 2004 : Ecrans de protection de l'étanchéité (GT9, Jean-Louis Mahuet) ; Techniques pétrolières de reconnaissance (GT24, Alain Robert) ; Mémoire de synthèse géologique (GT32, Guy Colombet) ; L'environnement du chantier souterrain (GT26, Patrice Salvaudon). 4 sont en cours de validation par le Comité Technique : Traitement de terrain par injection (GT8, Michel Chopin) ; Réception des travaux d'injection et catalogue des désordres en tunnel (GT14, Jacques Chèze) ; Techniques et méthodes d'auscultation (GT19, Jean Piraud). Les autres groupes continuent leur activité ; en particulier le GT4 (Creusement mécanisé, Pierre Longchamp) se consacre aux secours en travaux et à l'incendie dans les chantiers mécanisés ; le GT9 (Etanchéité, Jean-Louis Mahuet) terminera en 2005 la recommandation sur les arrêts d'eau et aborde le problème de la résistance au feu des DEG et des peintures ; le GT12 (Sécurité, santé et conditions de travail, Alain Guillaume) se consacre à la lutte contre les nuisances, aux risques liés à la circulation en travaux souterrains et prépare un texte-type de PPSPS. Deux groupes ont été créés en 2004 : GT39 (Jean Guillaume) sur le déroulement général des projets ; GT24 (Alain Robert) sur les reconnaissances à l'avancement. Il est prévu de lancer quatre nouveaux groupes en 2005 : GT5 (François Valin) matériels et logistique de chantier ; GT6 (Pascal Briand) technologie du boulonnage ; GT11 (Christian Huart) standardisation des diamètres ; GT34 (Jean-Louis Mahuet) parements décalés. Enfin, Jean Piraud rappelle le mode de diffusion des recommandations de l'AFTES : • les recommandations approuvées par le Comité Technique sont publiées dans la revue TOS ; il a été décidé qu'après un an elles seraient mises sur le site de l'AFTES ;

• les versions anglaises des recommandations sont mises sur le site dès qu'elles sont disponibles ; • il est prévu la réalisation de numéros thématiques regroupant les recommandations d'un même thème en versions française et anglaise ; les trois premiers seront : tunneliers et voussoirs, étanchéité, réhabilitation des souterrains.

INTERVENTION D' YVES KRONGRAD Trésorier de l'AFTES

Le bilan arrêté au 31 décembre 2003 fait apparaître : • un déficit fiscal avant impôt sur les sociétés de 13.570 € • un bénéfice comptable de 532 €. Au 31 décembre 2003, les réserves financières de l'AFTES se montent à 653.773,45 €.

Pour maintenir le niveau d'activité de l'Association, le Conseil d'Administration propose à votre acceptation les nouveaux taux de cotisation applicables pour l'année 2005 : • membre collectif :

472,41 € HT soit 565,00 € TTC (565 €au lieu de 550 €en 2004)

• membre individuel : 69,40 € HT soit 83,00 € TTC (83 €au lieu de 81 € en 2003) • étudiant :

20,90 € HT soit 25,00 € TTC (sans changement]

Le budget 2005 établi HT avec les nouveaux taux de cotisation fait apparaître, pour l'exploitation courante de l'AFTES, un déficit fiscal de 7.200 € compensé par des produits financiers non imposables de 12.000 €, soit un résultat comptable de 4.800 €. Le bilan et le montant des cotisations sont approuvés à l'unanimité par l'assemblée.

INTERVENTION DE JEAN PHILIPPE Président de l'AFTES En l'absence de questions, le Président Jean Philippe remercie l'assemblée et clôt la réunion à 18h31.

Conformément à l'article 13 des statuts, les membres du Conseil d'Administration de l'AFTES seront élus par l'assemblée générale ordinaire de décembre. En application de l'article II. I du Règlement Intérieur; je demande aux membres de l'AFTES qui souhaitent faire acte de candidature, de me l'indiquer au plus tôt (et avant le 31 mai), par courrier.

Jean-Luc Reith Secrétaire Général de l'AFTES APTES c/o SNCF-Infrastructure, I7,rue d'Amsterdam, 75008 Paris

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REGLEMENT INTERIEUR DE L'AFTES

Le présent règlement intérieur a été adopté, conformément à l'article 14 des statuts, par le Conseil d'Administration lors de sa réunion du 9 décembre 2004, pour prendre effet le même jour. Il annule et remplace toute version précédente.

I - ASSEMBLEE GENERALE (ARTICLES 20 à 22 DES STATUTS) Les membres qui ne peuvent assister à une assemblée générale peuvent s'y faire représenter en donnant un pouvoir à un autre membre qui sera présent à l'assemblée. Les pouvoirs doivent être signalés lors de l'émargement de la liste de présence à l'entrée en séance. Les pouvoirs sont utilisés pour les votes au cours des assemblées. Ils ne sont pas utilisés pour l'élection des membres du Conseil (voir 11.3). Dans le cas d'une assemblée générale extraordinaire, le Président de l'Association peut recevoir un nombre illimité de pouvoirs. En dehors de cette seule exception, le nombre maximal de pouvoirs que peut recevoir un membre de l'Association est de 3. En dehors de l'élection des membres du Conseil, tous les votes ont lieu à main levée, sauf décision contraire du Président

Un membre ayant un pouvoir pour en représenter un autre ne peut pas voter à sa place pour l'élection du Conseil. Tout bulletin comportant plus de noms que le nombre prévu par le Bureau sera nul. Sera également déclaré nul tout bulletin comportant des noms de membres dont la candidature n'a pas été mentionnée dans la circulaire adressée par le Secrétaire Général (voir ll.l). Le nombre de candidats élus (conformément à l'article 13 des statuts) peut être inférieur au nombre maximum fixé par le Bureau ; dans ce cas le Conseil élu pourra décider une élection complémentaire.

11.4 - Durée des fonctions La date de cessation des fonctions est fixée au jour suivant l'Assemblée Générale qui a élu leurs successeurs, sauf pour les membres du Bureau sortant, qui assurent le fonctionnement courant de l'Association, jusqu'à l'élection du nouveau Bureau (voir lll.l).

III - BUREAU DE L'ASSOCIATION (ARTICLES 15 à 18 DES STATUTS) 111.1 - Election du Bureau

II - CONSEIL D'ADMINISTRATION (ARTICLES 11 à 14 DES STATUTS) ll.l - Procédure de présentation des candidatures Le Bureau fixe le nombre des membres du futur conseil et dresse la liste des candidatures qu'il propose en assurant, conformément aux statuts, une représentation adéquate des diverses natures d'activité représentées au sein de l'AFTES.

Après l'Assemblée Générale qui l'a élu, le Conseil d'Administration se réunit dans un délai d'un mois pour désigner les membres du Bureau. Cette élection se déroule à main levée, sous la Présidence du doyen d'âge des membres présents du Conseil élu. Dans un premier temps, le Conseil élit le Président à la majorité absolue, puis relative des membres présents. Le Président élu propose alors la composition du Bureau ; si celui-ci n'est pas élu à la majorité absolue, chaque membre du Bureau est successivement élu à la majorité relative.

Pour cela, plus de 6 mois avant la date des élections, le Secrétaire Général demande, aux membres du conseil dont le mandat arrive à échéance, s'ils sont candidats à un renouvellement de leur mandat.

Cette élection ne concerne pas le Président du Comité Technique, dont la désignation suit la procédure définie en IV.

Il demande également à tous les membres (par le biais de la revue de l'Association) s'ils font acte de candidature au Conseil.

111.2 - Durée des fonctions

Dans la circulaire qu'il adresse aux membres avant l'élection le Secrétaire Général indique toutes les candidatures qui ont été reçues.

• Les membres du Bureau sont rééligibles sans limitation de durée. • Le Bureau entre en fonction dès son é ection par le Conseil.

11.2 - Réégibîlité

IEI.3 - Secrétariat de l'Association

Les membres du Conseil sont rééligibles sans limitation de durée.

Pour son fonctionnement, le Bureau s'appuie sur le Secrétariat de l'Association.

11.3 - Election des membres du Conseil d'Administration Les votes peuvent être déposés à l'entrée en séance de l'Assemblée Générale. Ils peuvent aussi être envoyés par correspondance sous double enveloppe.

• Le Président est rééligible une fois.

Ce Secrétariat : • assure la tenue du fichier des membres de l'Association et sa mise à jour permanente (adhésions, démissions, appels et rappels de cotisations,...) ;

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 187 -JANVIER/FEVRIER 2OO5

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èjjlement intérieur de l'ÂFÏES - Association déclarée sous le régime de la loi de 1901 (J,0, du 7 janvier 1972| • reçoit le courrier de toute forme destiné à l'Association et le répartit entre les différents membres du Bureau , • conserve les registres de l'Association

IV - COMITE TECHNIQUE DE L'ASSOCIATION (ARTICLE 19 DES STATUTS)

Tous les documents de travail circulant entre les membres des Groupes ont un caractère confidentiel, seuls les rapports approuvés par le Comité Technique pourront être diffusés par l'AFTES et publiés par son Organe Officiel

IV. 1 - Composition du Comité Technique

V - COMITE DE REDACTION DE LA REVUE «TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS» ORGANE OFFICIEL DE L'ASSOCIATION

Le Conseil nomme, sur proposition du Bureau, les membres du Comité Technique

V.l - Secrétaire de Rédaction

Le Président du Comité Technique est désigné par le Conseil sur proposition du Comité Cette proposition est faite par le Comité, à l'issue d'un vote à la majorité simple des présents à la première réunion qui suit son renouvellement

Un Secrétaire de Rédaction, éventuellement assisté d'adjoints est désigné par le Conseil d'Administration

Le Président du Comité Technique, même dans le cas où il n'en est pas membre, assiste de droit à toutes les séances du Conseil d'Administration

V.2 - Composition du Comité de Rédaction

IV.2 - Fonctionnement du Comité Technique Le Comité Technique est renouvelé tous les trois ans après l'élection du nouveau Conseil, ses membres peuvent être nommés à nouveau sans limitation Le Président du Comité Technique ne peut exercer normalement que deux mandats consécutifs Un éventuel troisième mandat doit être soumis à l'approbation d'une majorité des 2/3 du Conseil Les comptes-rendus des réunions du Comité Technique sont établis par ses moyens propres Son secrétariat est assuré par le Secrétariat de l'Association qui adresse les convocations aux réunions, diffuse les comptes-rendus et d'une manière générale effectue le travail de Secrétariat pour la bonne marche du Comité Trois absences consécutives entraînent la radiation du membre concerné du ComitéTechnique

II est chargé des relations avec l'Editeur II arrête définitivement la composition de chaque numéro, et signe le bon à tirer

Les membres du Comité de Rédaction sont désignés par le Conseil Le Président de l'Association est Président de droit du Comité Le Président du ComitéTechnique en est membre de droit Le Comité de Rédaction est renouvelé après chaque élection du Conseil Ses membres peuvent être nommés à nouveau Quatre absences consécutives aux réunions entraînent la radiation du membre concerné

V.3 - Fonctionnement du Comité de Rédaction A chacune des réunions du Comité de Rédaction, le Secrétaire de Rédaction rend compte de la composition du prochain numéro Les articles reçus sont examinés, certains sont donnés en lecture à des rapporteurs , les articles peuvent être acceptés ou refusés , des modifications ou compléments peuvent être demandés à l'auteur Les possibilités d'articles nouveaux sont examinées et les démarches nécessaires décidées

1V.3 - Fonctionnement des Groupes de Travail

Les rapports des Groupes de Travail approuvés par le Comité Technique sont examinés en vue de leur publication

La création des Groupes de Travail est décidée par le Comité Technique, dans le cadre des orientations fixées par le Conseil Le Comité Technique nomme l'animateur de chaque Groupe et lui donne les indications générales nécessaires au travail du Groupe qu'il doit constituer et animer

Les remarques relatives aux numéros parus sont examinées, et des suggestions sont éventuellement présentées pour l'avenir

VI - DELEGATIONS

L'animateur établit la composition de son groupe, qui inclut un viceanimateur, destiné à le remplacer en cas de nécessité II soumet cette composition au Comité Technique II participe aux réunions du ComitéTechnique

VI. 1 - Des Délégations Régionales sont créées dont l'activité est suivie par le Bureau

L'animateur du Groupe soumet au Comité Technique les modifications de composition qu'il souhaite en fonction, en particulier de l'assiduité et de l'activité des membres

Leur but est de proposer aux membres et à certaines personnes extérieures des activités régionales liées aux travaux souterrains (visites de chantier, d'usines de fabrication de matériels ou matériaux, conférences, tables rondes, )

Le Groupe deTravail se réunit aussi souvent qu'il est nécessaire pour mener à bien ses travaux II fixe lui-même les lieux et dates de ses réunions Un compte-rendu est établi après chaque réunion à l'usage des membres du Groupe , une copie en est adressée au Secrétariat de l'Association Les frais de participation aux Groupes deTravail ne sont pas pris en charge par l'AFTES Un rapport sur l'état d'avancement des travaux des Groupes de Travail est présenté à chaque Assemblée Générale annuelle

Elles sont animées par un Délégué Régional désigné par le Conseil sans limitation de durée

Le Délégué Régional informe au plus tôt le Secrétariat de l'Association des dates de ces manifestations Les Délégations Régionales ne prélèvent pas de cotisation particulière Elles font payer directement aux participants les frais liés à l'organisation des diverses manifestations VI.2 • Une Délégation " Matériels et Equipements " est créée, qui coordonne l'action des constructeurs et fournisseurs de matériel et équipements destinés aux souterrains

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS

N° 187 -JANVIER/FEVRIER 2OO5

!

èglement intérieur de l'ÂFTES • Association déclarée sous le régime de la loi de 1901 |J.O, du 7 janvier 1972|

Le Délégué est désigné par le Conseil de l'AFTES. Ce Délégué, même dans le cas où il n'en est pas membre, assiste, en tant que de besoin, aux séances du Conseil d'Administration et du Bureau de l'AFTES. Le Président de l'Association assiste ou se fait représenter aux réunions organisées par le Délégué. Cette délégation reçoit comme mission particulière, d'une part, de promouvoir l'AFTES auprès des constructeurs et fournisseurs de matériels et équipements destinés aux souterrains, en permettant leur développement dans ce domaine et d'autre part, de relayer leur attente au sein de l'AFTES. Elle pourra : - fournir des opportunités de réflexion et de communication, - proposer la création de groupes de travail spécialisés, au sein du Comité Technique, - participer aux groupes de travail existants en assurant des liaisons transversales avec les constructeurs et fournisseurs spécialisés,

s'adresse aux membres de l'association intéressés par ce domaine particulier. Vil.2 - La composition et les modalités de fonctionnement de ce Comité sont approuvées par le Conseil d'Administration de l'AFTES. Son Président est désigné par le Conseil de l'AFTES sur proposition du Comité. Ce Président, même dans le cas où il n'en est pas membre, assiste, en tant que de besoin, aux séances du Conseil d'Administration et du Bureau de l'AFTES. Le Président de l'Association assiste ou se fait représenter aux réunions du Comité. VII.3 • Ce Comité reçoit comme mission particulière de promouvoir l'utilisation et l'aménagement du sous-sol, d'organiser la diffusion de l'information, la réflexion et la formation dans ce domaine. Il pourra notamment:

- participer au Comité de Rédaction de la revueTOS,

- fournir des opportunités de réflexion et de communication,

- assister l'Association dans les manifestations spécialisées.

- proposer la création de groupes de travail spécialisés, au sein du ComitéTechnique de l'AFTES,

Vil - COMITE " ESPACE SOUTERRAIN "

- participer au Comité de Rédaction de la revueTOS,

VII. 1 • Un Comité " Espace Souterrain " est créé, qui traite des questions relatives à l'utilisation et à l'aménagement du sous-sol. Il

- encourager les recherches et publications spécialisées, - représenter l'Association dans les manifestations spécialisées.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 187" -JANVIER/FEVRIER 2OO5 • • • • • • • •

CC A DT Cj AKI

DANS Nos

Pages

181

49 à 55

• 30e™ réunion annuelle de l'AITES - Singapour 2004 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

184 184

293 à 296

• 20 ans de fiches signalétiques de chantiers mécanisés - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

186

404

181

25 à 28

• Avis techniques pour les procédés d'étanchéité utilisés dans les ouvrages souterrains - - - - - J-L Mahuet, G. Mazzoléni • Dimensionnement des écrans de protection des dispositifs d'étanchéité par géomembrane J-L Mahuet • Apport des techniques pétrolières et minières de forage et diagraphie à la reconnaissance des grands ouvrages souterrains - A. Robert

181

29 à 33

183

137 à 145

184

176 à 288

• Prise en compte des risques géotechniques dans les dossiers de consultation des entreprises pour les projets de tunnel - - - - -

185

31 6 à 327

186

374 à 399

181

14 à 24

ViP DP l'A F T F S FT DF l'A I T F . Ç - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

« CR conseil d'administration et assemblée générale du 1 8/12/2003 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - • CR conseil d'administration du 10/06/2004- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

ET

DIS

Di

• Présentation des recommandations relatives au " dimensionnement des écrans de protection des dispositifs d'étanchéité J-L Mahuet

G. Co/ombet

• Intégration environnementale d'un chantier souterrain en site urbain - - - - - - - - - - - - - - - - - P. Salvaudon

iî

-

• Caractérisation des sols pour la Rocade Nord de Grenoble - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - J. Monnet, C. Chapeau, G. Godard • Techniques de construction d'une grande structure enterrée dans des sables aquifères : cas du projet Myrrha à Mol, Belgique - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - D. De Bruyn, H. A. Abderrahi'm, C. Ramaedcers, A. Van Cotthem

182

77 à 83

Di 181

9à13

182

71 à 74

183

119à131

185

309 à 31 5

185

329 à 340

186

367 à 373

182

90 à 92

183

132 à 136

• Nouvelle norme européenne pour les sas de tunneliers - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - J-C. Le Péchon, A. Schwenzfeier

181

38 à 40

• Base de données des accidents et des incidents survenus dans les ouvrages souterrains - - - J. Idris, M. Al Heib, T. Verdel • Le fonçage Triger ; plus d'un siècle et demi d'efficacité - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - F. Martin • Socatop : incendie dans un tunnel en phase chantier. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - J-L Tor/s • Le rôle de l'instrumentation " temps réel " dans les grands projets d'infrastructures - - - - - - J-G La Fonta • Interview de Dominique Bidou : travaux souterrains et environnement- - - - - - - - - - - - - - - - - -

182

84 à 89

182

93 à 95

183

151 à 155

185

347 à 351

186

363 à 365

• Construction de l'émissaire en mer de Marbella à Biarritz (France) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Remi Verbeke, Philippe Marlier • Basculement des eaux de La Réunion : un chantier titanesque- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - T. Borca, N. Margoloff L Bertrand, J. Piraud, C. Bauer, H. Rebours, A. Robert, G. Mazzoléni, A. Thut, M. Piedevache A. Brun, P. Voron, VAvril • Extension du laboratoire souterrain à 230 m de profondeur dans l'argile de Boom en Belgique : un tunnelier pour 80 m de galerie de liaison- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - C. Ramaec/cers, A. Van Cotthem, W. Bastiaens, F. Berner, B. De Poorter, B. Kustermans • Construction du métro de Shenzhen phase 1 lignes 1et4 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - L Parussolo • Sécurité incendie dans les tunnels routiers - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - B. Playoust G. Doublot, P. Lanuque, P. Magnien, V. Schwaller

ISTANBUL, TURQUIE, 7AU12MAI2005

*»»»**

WoFId Tunnel Congress & 31 st fTA GeneraT Assembjly (Turkish Road Association) i * 1 Codtacf : YolIgtTgrk Mfllî Komijesi, Kai^ayoUaji Genel MOqiirlugû F'BlokKatl Yucetepe06100Ankara-Turkey i i

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AMSTERDAM, PAY^-BAS, 15AU47 JUIff 200$ • •*•!•••* LSSMGE, TC2B Symposium

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Geotechnicpl aspects of Underground Construction in SoftGround ! r Contac^: KM CongVessOffice" ' PO &o>r30424r--25WGK>Trie Hcrgue - The Netherlands Fax: +31 (0) 70, 391 98 40 _- E-maiL [email protected]

TAIPEI, TÀIWAPf,7AUl0N0VEiiBSE2W5

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Internationa) Symposium on Design, Construction and Opération of Long Tunnels (Chinese Taîpei Tunnelling Association) ~ -Contact ;Symposium Secrétariat - , _ !_— . 7F., No 1, Lane 1, Hoping EastRoad^Section 3,Taipei, 106, Taiwan

"Fax: +886-2-270 17689

)Wefc>. hftp://wv/w.tc28-amsterdam.org/

LUCERNE, SUISSE, 22AU23 JUIN2005 ••••••••••••

E-mail: [email protected] Web' http://longtunnel20Q5.tdneeb.gov.tw

AlpTransit Conférence ' FGU / STS Conférence Secrétariat Thomi Brâm PR-Beratung + V«rlag - CH-5400 Baden

SEOUL,

22 AU 27AVËIL 2ê06 •••••••••••••

MOSCOU, FEDERATION DE RUSSIE, 24 AU 28 JUIN 2005

World Tunnel Congress & 32rd ITA General Assembly Congress Secrétariat Convention Team, Hanjin Travel Service Co , Ltd. 5F., Marine Center New Bldg., #51 Sogong-dong, Jung-gu, Séoul, 1 00-770, Korea

ACUUS

Tel: +82 2 726 5554

1 Oth International Conférence Contact :Professor Serguey Yufïn, Yaroslavskoye Shosse 26, 129337 Moscow, Russian Fédération

Web: www.ita2006.com E-Mail: [email protected]

Tél.;++41 5 6 2 0 0 2 3 3 3 -Fax:++41 5 6 2 0 0 2 3 3 4 E-mail. [email protected] -Web: www.swisstunnel.ch

Tel/Fax:+7 095 91 8 05 43

Fax: +02 2 778 25 14

E-mail. [email protected] / [email protected]

PRAGUE,

SEATTLE (WA), USA, 27AU29 JUIN2005 ••••••••• • •

World Tunnel Congress & 33rd ITA General Assembly Contact • K.Matzner Metrostav Delnika 1 2

Rapid Excavation Tunneling Conférence (American Society of Civil Engineers)

Contact :PO Box 625002, Littleton, CO 80162-5002 USA. Tél.+1-3039739550 - Fax: + 1-3039793461 E-mail: [email protected]

VARSOVIE, POLOGNE, 5 SEPTEMBRE 2005

S AU le MAI 2006

CZ-17000Prague7 Web: www.ita-aites.cz E-mail: [email protected]

Workshop on mechanized tunnelling (Polish Underground National Committee) E-mail contact. [email protected]

Nitro Bickford organise du 5 au 10 juin 2005, un séminaire sur le tir à l'explosif en galerie dans la région Rhône Alpes. Les thèmes abordés seront, la tenue des terrains et l'implication sur le confortement, les produits explosifs avec un développement sur les produits novateurs comme les UMFE en tunnel et les détonateurs électroniques, le dimensionnement des schémas de tri avec des études de cas, et les questions réglementaires et organisationnelles autour du tir à l'explosif en galerie. Une visite de chantier agrémentera ce séminaire. Il sera animé par des spécialistes du monde professionnel et le service technique de Nitro Bickford. Renseignements et inscription à Nitro Bickford -21 rue Vernet- 75 008 PARIS au +33 (0) 1 40 69 80 79 ou Sylvie LAMBERT à [email protected] ou Pascal MONTAGNEUX à [email protected].

Géologie et ouvrages linéaires 2005

Lyon, Palais des Congrès 23-25 mai 2005

Ce symposium couvrira trois thèmes principaux qui seront développés lors des séances plénières : Session 1 : les reconnaissances : stratégie, organisation, méthodes, incertitudes • Session 2 : l'insertion de l'ouvrage dans son environnement • Session 3 : réalisation, suivi, évolution et maintenance. En complément des sessions techniques en séances plénières seront organisées : Présentations de Posters (23-25 mai) • Exposition (23-25 mai) • Excursions techniques (26 et 27 mai). Lundi matin 23 mai, après l'ouverture du symposium, auront lieu 3 conférences invitées sur le thème • Les grands projets d'infrastructure linéaire pour les 20 à 25 prochaines années : • en Europe, M. Daniel VINCENT, Directeur Général Honoraire de la Communauté européenne (Bruxelles) • en Chine, Prof.Sijing WANG, Académie chinoise d'Ingénierie (Pékin)

• aux USA, Prof. Allen. W. HATHEWAY Inscription, Hôtels, Transports, Exposition... Coralie Hossenlopp-Transit Communications, 18 place Tolozan-69001 Lyon -France E-mail : [email protected] - Informations : http://geoline2005.brgm.fr

Je soussigné, demande mon adhésion à I'A.F.T.E.S. en tant que : O Membre collectif : 472,41 € soit 565,00 € TVA incluse (l'adhésion comprend le service de la revue en 3 exemplaires et la possibilité de référencer le site Internet de votre organisme à partir à partir du site APTES à condition d'accepter la réciprocité. Dans ce cas, j'accepte cette proposition de référencement de Sites Internet Associés et vous communique ci-après les coordonnées du site de mon organisme..........,..,..............................................................................................) O

Membre individuel : 69,40 € soit

83,00 € TVA incluse (l'adhésion comprend le service de la revue en 1 exemplaire)

O

Etudiant : 20,90 € soit 25,00 € TVA incluse (l'adhésion comprend le service de la revue en 1 exemplaire (photocopie de la carte d'étudiant à joindre) qui ne pourra être expédié qu'en France)

Et joins à ce bulletin le montant de ma cotisation s'élevant à ..................................................................................€. pour l'année 2005 sous forme d'un chèque bancaire à l'ordre de I'A.F.T.E.S. ou d'un virement postal au compte ouvert au centre « LA SOURCE » 007 00 au nom de « 93 A.F.T.E.S. ». Désignation de l'organisme ou de la personne intéressée (dans le cas d'une adhésion d'un membre collectif, prière d'indiquer le nom, /'adresse du représentant) : Société : Représentant:

Adresse : Téléphone : Date ef signature :

_ . _ . _ . _ . _ . _ . _ . _ __ ._._._ _ _ . _ . _ _ ._

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La qualité de membre, adhérent de l'AFTES, permet non seulement de recevoir la revue «TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS», organe officiel de l'AFTES qui diffuse les informations sur les activités de l'Association, publie les textes élaborés par les groupes de travail, des articles ou informations sur les ouvrages en construction ou récemment utilisés, mais aussi de participer aux groupes de travail, à des journées d'études et aux visites de chantiers organisées par l'Association.

O Je m'abonne à TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS / Please enter my subscription to TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS Nom / Name

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prénom / first name . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Adresse complète / Complète address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ville / City, State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pays / Country. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tél. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fax . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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France : Signature

A.F.T.E.S. c/o SNCF - Direction de l'Infrastructure 17, rue d'Amsterdam 75008 PARIS

SPECIFIQUE 115, cours Albert Thomas F - 69003 LYON

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