Congrès international de Monaco Le souterrain : espace d ... - AFTES

1 - LES 4 THÈMES DU CONGRÈS
Etant le premier des rapporteurs de ce Congrès, je me permets de
commencer par un petit aperçu de ce qui vous attend.
Pour chacun des thèmes choisis, j’ai indiqué le nombre de présentations
retenues pour une présentation orale ou comme réserve,
par rapport au nombre de présentations proposées.
Vous constatez que notre thème A de cet après-midi est celui qui a
eu le moins de succès en ce qui concerne les propositions de communications,
peut-être parce qu’il a été perçu comme le moins descriptif
ou le plus philosophique.
J’ai reçu 13 présentations à vous résumer dans ce rapport général,
sur les 101 qui ont été soumises au Comité scientifique du Congrès.
2 - LES PRÉSENTATIONS RETENUES
POUR LE THÈME A
Voici les 9 propositions que le Comité scientifique a retenues pour
une présentation orale durant cette séance consacrée au thème A.
A titre purement personnel, j’ai indiqué en rouge les 4 présentations
qui, selon moi, se situent réellement dans le sujet de la présente
session, c’est-à-dire des communications relatives aux principes
mêmes de l’utilisation rationnelle du sous-sol, et qui ne traitent pas
essentiellement de l’une ou l’autre réalisation spécifique.
Le manque d’intérêt, ou du moins de propositions pour ce sujet,
n’est pas propre à ce Congrès-ci. Le même phénomène s’est présenté
au Congrès mondial qui s’est tenu à Agra en Inde.
3 - LES PRÉSENTATIONS EN RÉSERVE
Ces 4 propositions ont été retenues par le Comité scientifique pour
le cas où il y aurait l’une ou l’autre absence ou défection dans le
groupe précédent ; on m’a demandé de les commenter également
dans le présent rapport général.
De plus, les 2 propositions non retenues figureront aussi dans le
Recueil de Documentation du Congrès, ou dans un des prochains
numéros de la Revue « Tunnels et Ouvrages Souterrains ».
4 - PRÉSENTATION 1
Monsieur Brégeon nous indiquera comment le sous-sol peut
apporter des réponses aux défis climatiques de demain, et donc
aussi au développement durable.
Il nous parlera de l’inertie et de la faible conductivité thermique du
sous-sol, et de sa capacité à générer des calories et des frigories.
Il nous parlera aussi de sa résistance mécanique contre des effets
naturels (séismes, tempêtes, cyclones, etc.) et contre des effets
d’origine humaine (agressions, bombes, avions et missiles, etc.).
Il nous parlera enfin de l’accessibilité du sous-sol, en particulier en
terrain accidenté, et de ses capacités d’isolation auditive et antivibratoire.
Il mentionnera 2 aspects dont on parle en général moins : la disponibilité
du sous-sol et sa discrétion.
La disponibilité a toutefois conduit à des gaspillages, notamment
en ce qui concerne le sous-sol des voiries urbaines.
Pour la discrétion, on peut citer les caves des banques, les sites de
stockage et les sites de recherche ; je pense que l’auteur n’a pas
osé mentionner les caves à vin.
A plus grande profondeur, la géothermie ne nous a pas encore
montré tous les bénéfices que l’on pourrait en tirer.
L’auteur terminera par quelques exemples, en particulier de sites privilégiés
par leur morphologie ou la structure géologique environnante.
5 - PRÉSENTATION 2
VIE DE L’AFTES
Congrès de Monaco
Congrès international de Monaco
Le souterrain : espace d’avenir
Textes de présentation des rapporteurs
Les communications mentionnées dans les textes de présentation des rapporteurs ont toutes été publiées dans
le Recueil des actes du Congrès distribué aux participants du Congrès de Monaco (6, 7 ,8 octobre 2008).
THÈME A - Le sous-sol, espace de projets
Par Willy De Lathauwer (ABTUS/BVOTS, Belgique)
Ray Sterling indiquera dans sa présentation un certain nombre
d’exemples d’importantes routes ou autoroutes côtières urbaines,
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008 437

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VIE DE L’AFTES
Congrès de Monaco
sur berge ou dans des zones portuaires, qui ont été réalisées en
ouvrages aériens ou de surface, et qui soit ont été mises en souterrain,
soit pourraient avoir intérêt à l’être.
Dans l’exemple de la fameuse Central Artery à Boston, il soulignera
les difficultés de construire un ouvrage souterrain sous un ouvrage
aérien existant, surtout dans le voisinage d’un cours d’eau, mais
aussi l’accroissement substantiel de la valeur des biens immobiliers
riverains entre le début et la fin du projet, soit dans ce cas précis
+ 80 % en 15 ans.
Je me permets d’ajouter un exemple analogue à Bruxelles, où
l’accroissement de la valeur des terrains riverains a été de l’ordre de
500 % en 10 ans ; la particularité est toutefois que l’investissement
en infrastructure souterraine de transport a été fait exclusivement à
charge du budget public, alors que la plus-value des terrains avoisinants
est entièrement revenue au promoteur immobilier concerné ;
les taxes sur l’immobilier permettent toutefois un certain retour.
6 - PRÉSENTATION 3
Messieurs Baghary et Chaubert nous parleront du tunnel T 33 situé
dans le centre de Monaco.
Un bon nombre d’entre vous auront vu que le même sujet a été
abordé, sous un angle différent, dans le numéro 208 de la revue
« Tunnels et Ouvrages Souterrains » de l’AFTES.
En plus des circonstances de relief et géologiques difficiles, un
point essentiel a été le nombre et la variété des contraintes environnementales
liées au site urbain dense :
- minimalisation des nuisances sonores
- gestion des poussières
- respect des critères en matière de vibrations
- existence de courants vagabonds
- phasage des travaux suite aux nécessités de la circulation
Le creusement de ce tunnel de 145 m de longueur a été entamé
début 2007, et en est actuellement aux travaux de parachèvement.
7 - PRÉSENTATION 4
La présentation de Monique Labbé vient de paraître dans le
numéro 209 de la revue « Tunnels et Ouvrages Souterrains » de
l’AFTES, que vous avez reçu dans votre documentation.
Les auteurs proposent une nouvelle façon de concevoir la planification
urbanistique d’une région, en associant le plus tôt possible le
sous-sol à la surface. Cette nouvelle conception inclut les aspects
géographiques traditionnels, tels le relief, les écoulements des eaux
et la géologie, mais aussi les implantations antérieures et actuelles,
de la population mais aussi des divers modes de transport.
Dans l’étude du cas particulier du Département Val-de-Marne, au
Sud-Est de Paris, et incluant notamment Orly et Rungis, on constate
que le sous-sol est actuellement très peu utilisé, et encore exclusivement
pour l’assainissement.
Des propositions sont formulées, qui concernent en particulier des
nouvelles lignes de transport en commun et des nouveaux quartiers
d’habitat, qui seraient desservis exclusivement par des liaisons
largement souterraines.
Je reprends une partie des conclusions de cette présentation : « Le
sous-sol est le grand absent des schémas d’urbanisme ; après le
temps des tours devrait venir celui des villes profondes ».
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008
Cette présentation de Monique Labbé terminera la première partie
de la séance consacrée au thème A.
8 - PRÉSENTATION 5
Monsieur Parriaux sera le premier orateur et présentera un projet
de recherche suisse « Deep City » de l’Ecole Polytechnique Fédérale
de Lausanne, qui introduit une approche holistique des possibilités
du sous-sol urbain et préconise une utilisation coordonnée et
optimisée de ses ressources. Le projet part donc des ressources au
lieu de partir des besoins.
L’expression « coloniser le souterrain pour faire de la place à l’air
libre » me fait à la fois rêver et craindre.
Le problème essentiel que l’on rencontre dans le souterrain serait
que, trop souvent encore, il est utilisé à un endroit et à un moment
donnés pour résoudre un problème ponctuel dans l’espace et dans
le temps, et que l’on ne pense pas encore suffisamment aux
besoins futurs et à leur intégration dans un ensemble cohérent.
Dans cet ordre d’idées, un participant finlandais nous a dit lors du
récent Congrès mondial que la capitale finlandaise serait la seule
grande ville au monde qui disposerait de ce qu’ils appellent un
« master-plan » de l’ensemble du sous-sol.
9 - PRÉSENTATION 6
Le projet qui sera présenté par Didier De Bruyn est celui d’un parking
souterrain à créer sous une cour intérieure arborée, encerclée par
des bâtiments ancien rénovés et à garder en service, et dont certaines
parties sont par ailleurs classées.
Dans ce projet, les obstacles principaux à une réalisation technique
idéale sont :
- le classement des façades et de la cour par l’Administration des
Monuments et des Sites
- la présence des rangées de tilleuls le long de ces façades
- les ouvrages préexistants d’évacuation des eaux
- la limitation de la capacité du parking, pour des raisons d’ordre
administratif, à 200 places.
10 - PRÉSENTATION 7
Le professeur Sebastiano Pelizza nous parlera de l’adaptation de la
conception d’un tunnel pour lequel il s’est avéré au cours des travaux
de creusement, que le massif comportait, dans une certaine zone,
des couches imprégnées d’asbeste, qui n’avaient pas été détectées
lors des forages de reconnaissance malgré que la zone soit connue
pour ce risque de présence d’asbeste.
L’incident a eu de larges échos, car il se situait dans le cadre des
Jeux olympiques d’hiver de Turin - Sestrière.
Il est à noter que certaines parties des tunnels de la nouvelle ligne
ferroviaire Lyon - Turin se trouvent dans le même secteur.
La présentation se terminera par quelques explications sur la
conception d’une caverne qui servira à l’entreposage définitif du
matériau contaminé.
Un point essentiel pour permettre l’achèvement du tunnel a donc
été de rechercher des méthodes de remplacement pour le forage
et l’excavation, qui minimiseraient la production de poussière et qui

isoleraient au maximum les matériaux excavés, mais aussi le rocher
subsistant.
La présentation décrira également les conditions requises pour la
caverne d’entreposage du matériau contaminé, et particulier la
nécessité de placer ce matériau dans des conteneurs en béton
armé.
11 - PRÉSENTATION 8
Nous arrivons maintenant aux deux dernières présentations orales
de la séance de cet après-midi, qui auront toutes deux trait à des
aspects bien spécifiques du tunnel de base de la nouvelle liaison
ferroviaire Lyon – Turin, qui aura à lui seul une longueur de 53 km.
Monsieur Darmendrail nous parlera de la gestion et de la valorisation
des matériaux d’excavation du tunnel.
Le total des déblais de la section française, qui aura une longueur
de 45 km et comportera outre le tunnel de nombreux ouvrages
annexes, est estimé à 12 millions de m3 , soit un km2 sur 12 m de
hauteur. Grosso modo la moitié pourra être réutilisée, soit comme
agrégats pour les divers ouvrages en béton, soit pour les remblais
aux abords de l’ouvrage.
12 - PRÉSENTATION 9
Finalement Monsieur Piraud, qui est par ailleurs le Président du
Comité scientifique de notre Congrès, nous parlera de la modélisation
géothermique et du système de refroidissement prévus pour ce
même tunnel de base.
Plus de la moitié des 53 km de longueur de ce tunnel seront construits
sous une couverture de rocher de plus de 1000 m, et plus de 10 km
sous une couverture de plus de 1500 m, ce qui équivaut en
pratique à des élévations de température de respectivement plus
de 30 °C et de plus de 45 °C.
Ces augmentations de température nécessitent évidemment un
refroidissement en période de creusement, et même pendant
certaines périodes d’exploitation.
Pendant l’excavation, les règlements du travail imposent une température
maximale de 26 °C, ce qui nécessitera bien entendu un
refroidissement. Le type qui est proposé est un refroidissement
flexible au moyen d’appareils situés à proximité des ateliers de
travail et des sources de chaleur principales, qui refroidiront
directement l’air du tunnel.
En exploitation, on estime qu’une température de 35 °C peut être
considérée comme acceptable, qui peut être obtenue la plupart du
temps par la ventilation naturelle et l’effet de pistonnement des
trains en mouvement. Durant les fortes chaleurs d’été, un refroidissement
artificiel devra malgré tout être prévu. Un système de
refroidissement à eau est proposé.
13 - PRÉSENTATION 10
Je passe maintenant aux quatre propositions que le Comité scientifique
a tenues en réserve, et qui ne seront donc pas présentées oralement.
La proposition de communication présentée par Monsieur Favre
concerne le tunnel de Pinchat et la gare de Carouge Bachet sur la
nouvelle liaison ferroviaire transfrontalière Genève – Annemasse.
Sur le territoire suisse, la nouvelle liaison aura une longueur de
15 km, dont 9 km en tracé neuf essentiellement en souterrain, et
comportera 5 gares, dont 4 en souterrain.
La section française aura une longueur de 2 km, essentiellement
en site existant à ciel ouvert.
Le tracé souterrain en Suisse comporte 5 lots avec à la fois des
sections en tranchées couvertes et en excavation mécanisée
traditionnelle.
La présentation proposée concerne spécifiquement le lot 3
incluant le tunnel de Pinchat et la gare de Carouge Bachet. Les
contraintes principales sont d’ordre géologique, environnemental
et de cohabitation, vu la présence d’une autoroute elle-même
déjà en passage inférieur et du réseau routier et tramway de
surface.
Le tunnel de Pinchat aura une longueur de 2 km et comportera
un tube unique à 2 voies.
Il sera réalisé par excavation mécanisée traditionnelle.
La gare de Carouge Bachet desservira d’un côté le quartier environnant
et les transports publics, et de l’autre côté un stade.
Elle aura une longueur de 150 m et une largeur hors-tout de
presque 15 m, et sera réalisée en parois moulées reliées par un
radier et une dalle de couverture.
D’autres tronçons de la liaison seront réalisés également en
tranchée couverte, sans spécificités propres.
Les travaux devraient commencer en 2009 et durer 5 ans.
14 - PRÉSENTATION 11
La proposition de communication présentée par Monsieur
Lamarche concerne les aménagements souterrains pour améliorer
les « entrées des villes ».
Sa thèse est que les entrées des villes sont de plus en plus des
cicatrices dans le paysage urbain, bordées de grandes surfaces
qui se développent en périphérie par manque de place dans le
centre, et qui pourraient être transférées vers le souterrain.
L’auteur part d’une étude d’un cabinet immobilier international,
qui indique que les parcs d’activités commerciales sont les plus
développés en France et en Belgique, avec en moyenne 220 m2 par habitant. Un rapide calcul montre que, dans mon pays, cela
équivaudrait à 2.200 km2 , ou 6 % de la superficie totale de la
Belgique. En Italie et en Espagne, la surface occupée ne serait
que de 40 m2 par habitant, soit 1/5 ème de ce qui se passe en
France ou en Belgique.
La structure urbaine proposée comprendrait une mise en souterrain
de toutes les activités commerciales de type « grande surface », y
compris leurs accès routiers, mais aussi les transports en commun,
tout en maintenant ces espaces ouverts, et en relation avec des
parcs et autres zones vertes.
15 - PRÉSENTATION 12
VIE DE L’AFTES
Congrès de Monaco
La proposition de communication présentée par Monsieur Le Nir
met l’accent sur la nécessité de connaître le sous-sol avant
d’entamer tout projet d’urbanisme, a fortiori s’il comprend des
éléments en souterrain.
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008 439

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VIE DE L’AFTES
Congrès de Monaco
Une liste exhaustive des domaines à envisager est présentée, et
comprend :
- la géologie
- les sols sensibles
- les risques naturels
- l’eau souterraine
- les cavités
- les sols pollués
- la chaleur
- l’exploitation géothermique
INTRODUCTION
Pour le thème B, 17 communications ont été retenues :
9 ont été retenues pour une présentation écrite et orale,
8 ont été retenues pour une présentation écrite.
Si nous classons ces 17 communications par la nature du sujet
traité, nous aboutissons aux catégories suivantes.
1 - MÉTHODOLOGIE
Trois communications traitent de la gestion des risques d’un point
de vue méthodologique. Il s’agit de :
• Une incertitude sur les risques et une approche de l’arbre de réussite
dans les travaux souterrains par A. Balan et D. André, consultants
ex-SNCF,
• Projets de tunnels : anticipation et réduction des dérives de coûts
par management des risques par F. Rival et G. Hamaide (CETU),
• Le management des risques techniques pour la construction
d’un tunnel en site urbain : la théorie et la pratique par J. Robert
(Arcadis).
Les 3 communications sont retenues pour une présentation orale
de la méthode formalisée que chacune propose pour faire les études
de projets et en évaluer le coût ; elles en tirent les conséquences sur
la rédaction des contrats et le partage des risques entre Maître
d’Ouvrage, Entreprises et Maître d’œuvre.
Le principe général est le suivant :
• on détermine la liste des risques (évènements indésirables possibles
mais pas certains) qui peuvent survenir pendant la construction
et on évalue leur probabilité d’occurrence ;
• on détermine les conséquences de ces évènements en termes de
coût et de délai, ce qui permet d’évaluer leur gravité ;
• la combinaison de la probabilité et de la gravité par rapport aux
objectifs recherchés, permet d’aboutir à des dispositions pour
réduire (« optimiser ») les risques, pour bâtir le budget du Maître
d’Ouvrage et pour définir un partage contractuel des risques entres
les acteurs,
• le cas des évènements absolument imprévisibles est traité à part.
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008
La présentation se termine par l’exemple de la ville de Paris, où un
modèle géologique en 3 dimensions a été réalisé.
16 - PRÉSENTATION 13
Finalement, la proposition de communication présentée par
Monsieur Colomb fait le point de la section française de la nouvelle
liaison ferroviaire Lyon – Turin.
THÈME B - Maîtrise des risques et des coûts
Par Michel Lévy (SETEC-TPI)
2 - APPLICATION DE CES MÉTHODES
POUR OPTIMISER UN PROJET AVANT
DE LE RÉALISER
Trois communications montrent comment on peut appliquer ces
méthodes pour optimiser un projet avant de commencer sa réalisation.
Il s’agit de :
• Optimisation des choix fondamentaux pour l’excavation des tunnels.
Exemple du tunnel de base du Brenner par P. Cucino, S. Fuoco et
A. Laner (SWS Engineering) : cette communication explique
comment on a pris en compte, dans le projet du tunnel du Brenner,
les risques, à l’excavation, présentés par les différents sols traversés
et l’évaluation de leurs conséquences. Les longueurs de chaque
nature de sol traversé étant hypothétiques, une optimisation portant
sur le couple coût-délai a été réalisée, à l’aide du logiciel « mode
FRONTIER », sur une maquette de la géologie en 3D.
• Tunnel de Koralm : l’estimation des risques aide à choisir le tracé,
à estimer le coût et à définir les travaux de reconnaissance géologique
par C. Harer (OBB) qui a fait le même genre d’exercice pour
le tunnel de Koralm en Autriche (présentation orale prévue) où la
maquette géologique est améliorée à chaque nouvelle information
dans un GIS (Geological Information System).
• Métro de Marseille : prolongement ligne 1 entre la Timone et
la Fourragère. Comparaison et critères de choix entre tunnelier
et méthode traditionnelle (article 1) par JP. Kuntzer (CUMPM),
B. Lions (SMM) et B. Ricome (Arcadis).
Cette communication décrit les réflexions des auteurs sur les
risques présentés par une méthode traditionnelle d’excavation et
par un tunnelier (TBM) ouvert ou à pression, qui serait utilisé, pour
la première fois, à Marseille. Ils ont conclu à l’utilisation d’un tunnelier
à pression de terre dont ils racontent le comportement,
conforme aux espérances, dans l’article 2 (qui ne fera pas l’objet
d’une présentation orale contrairement à l’article 1).
3 - ETUDE DE RISQUES PARTICULIERS
AVANT RÉALISATION DES TUNNELS
Quatre communications étudient des risques particuliers pour en
évaluer les conséquences et les moyens de les minimiser.

3.1 - Risque de coincement d’un tunnelier
• La communication de M. Ramoni et G. Anagnostou de l’ETH de
Zurich porte sur les risques de coincement des tunneliers sans
bouclier ou avec bouclier simple ou double dans les roches poussantes
(squeezing ground). Elle comporte des exemples et des recommandations
concrètes sur la surcoupe, la poussée et le couple d’un
tunnelier à prévoir dans diverses configurations. Cette communication
est très documentée et s’appuie sur des considérations théoriques
et des constatations faites dans de nombreuses réalisations. Une
des recommandations, celle de ne pas arrêter un tunnelier lorsque
l’on traverse une zone à forte convergence, n’est pas facile à mettre
en œuvre, car lorsque l’on doit arrêter un tunnelier, on ne le fait pas
exprès, en général. Cependant, il est recommandé d’éviter les
arrêts pour cause de vacances ou de week-end et de limiter les
arrêts pour maintenance et de les étaler, dans le temps, de façon à
s’arrêter le moins longtemps possible à un endroit donné.
• Excavation, par tunnelier, de tunnels profonds : la communication
de M. Innaurato et P. Aresto porte, d’une façon plus générale, sur
les problèmes que pose l’emploi du tunnelier (TBM) dans des
tunnels à couverture de plus en plus importante (plus de 1 000 m)
tels que ceux auxquels on est conduit, pour les tunnels de base très
longs envisagés ou réalisés actuellement.
Cette communication fait moins appel à la mécanique des roches
que la précédente, mais elle propose des formules empiriques
étalonnées sur un grand nombre de cas ou tirées des publications
de Barton ; ces formules donnent : la vitesse de pénétration, le
coefficient d’utilisation, etc.
3.2 - Risques pour la sécurité du personnel
• Etude de dangers (incendie) en travaux souterrains :
La communication de JM. Vergnault (Setec TPI) et J. Trognon
(Bouygues) donne une méthode pour étudier (et minimiser) les
risques d’incendie, dans un chantier de tunnel, et sur les moyens de
sauver, en les évacuant ou en les mettant à l’abri, les personnes
présentes sur le chantier. De nombreux exemples (puits et galeries
du laboratoire d’essai de Bure, abaissement du radier du tunnel
ferroviaire du Mont Cenis, improprement appelé tunnel ferroviaire
du Fréjus par le Maître d’Ouvrage, etc.) illustrent l’application à des
chantiers actuellement terminés ou en cours. M. Vergnault étant un
colonel des pompiers en retraite et M. Trognon étant membre
d’une grande entreprise, leurs études en commun ont permis
d’obtenir l’adhésion, à leurs conclusions, de l’entreprise, des autorités
en matière de sécurité (Inspection du Travail, CRAM, etc.) et des
services de secours (SDIS, pompiers) : ces études ont d’ailleurs fait
l’objet d’une étroite concertation avec tous ces services.
• La ventilation lors des travaux souterrains : cas du tunnelier par
P. Sergi, F. Vial et A. Good de la CRAM Rhône-Alpes (CRAM : caisse
régionale d’assurance maladie). Cette communication porte sur la
ventilation des chantiers réalisés au tunnelier. Grâce à une coopération
initiée, dès le départ, entre la CRAM, l’Entreprise et le constructeur
du tunnelier, le système de ventilation du tunnelier du Mont Sion
(sur l’autoroute A41) a pu être conçu de façon plus sophistiquée et
plus efficace que d’habitude, pour limiter les poussières dans les
zones de travail.
L’article recommande de recommencer cette expérience qui a
conduit à une amélioration des résultats.
VIE DE L’AFTES
Congrès de Monaco
Je pense qu’il y a lieu de féliciter tous les acteurs de cette collaboration
(entreprise, constructeur du tunnelier, CRAM) et, plus particulièrement,
les auteurs de la communication qui ont fait preuve d’un
état d’esprit constructif et ne se sont pas contentés (comme cela est
parfois arrivé dans le passé) de commencer à étudier le projet une
fois que tout est figé.
4 - RISQUES PRÉVUS OU RENCONTRÉS
DANS DES TUNNELS RÉALISÉS OU
EN COURS DE RÉALISATION
Les 7 autres communications concernent des ouvrages réalisés ou
en cours de réalisation, dans des conditions difficiles, pour montrer
quels ont été les risques prévus ou rencontrés et quels moyens ont
été pris pour surmonter les difficultés et en limiter les conséquences.
4.1 - Limites d’emploi du tunnelier
en terrain difficile au métro de Marseille
La communication sur le prolongement de la ligne 1 du métro de
Marseille (article 2) par JM. Kuntzer (CUMPM), B. Lions (SMM),
S. Ghozayel (SMM) et B. Ricome (Arcadis), décrit le contexte
géotechnique et l’environnement du projet. Elle rappelle les
réflexions (décrites dans l’article 1) qui ont abouti au choix d’un
tunnelier à pression de terre (EPB-TBM) de 9,8 m de diamètre
extérieur, avec possibilité d’injection radiale de bentonite, et de
forages obliques autour du tunnelier. Il indique les incidents
particuliers qui se sont produits :
- casse des attaches des 3 molettes centrales,
- franchissement d’un thalweg limoneux descendant plus bas que
prévu,
- venues d’eau localement importantes (20 m3 /h),
- puits anciens non répertoriés conduisant à une résurgence de
mousse en surface.
Au total, les 2 350 m de ligne, incluant 4 stations, ont été excavés
en 13 mois, de façon satisfaisante.
4.2 - La maîtrise du coût du creusement
du tunnel du Bois du Peu
La maîtrise du coût du creusement du tunnel du Bois du Peu par
O. Vannière (DDE du Doubs) et G. Hamaide (CETU) vient en
complément de la communication de MM. Rival et Hamaide sur
l’anticipation et la réduction des dérives de coûts par le management
des risques.
La communication décrit le projet, le contexte géologique,
les reconnaissances effectuées en plusieurs phases, pendant une
quinzaine d’années et incluant, notamment, une galerie de reconnaissance
sur toute la longueur. Les contraintes du CCTP sont bien
décrites et le marché permet de les adapter en cours de travaux.
L’organisation du maître d’œuvre et l’esprit de collaboration avec
l’entreprise ont permis de résoudre les difficultés techniques
rencontrées (Karsts notamment).
L’outil OSCART du CETU a été utilisé pour suivre le chantier, les
auscultations et le récolement des travaux.
Le résultat, remarquable, est le respect du délai et celui du coût du
marché initial, à 1 % près.
Tous les éléments mis en place pour la conduite des travaux y ont
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008 441

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VIE DE L’AFTES
Congrès de Monaco
sûrement contribué mais la galerie de reconnaissance sur toute la
longueur du tunnel et les études et reconnaissances géotechniques
réalisées pendant 15 ans, pour un bi-tube de 521 m de longueur,
ne doivent pas être complètement étrangères à ce succès.
4.3 - Construction d’un tunnel au tunnelier
dans des conditions très difficiles
La communication concerne la construction d’un tunnel au tunnelier,
dans des conditions très difficiles (tunnel ferroviaire de Hallandsas
en Suède) par F. Dudouit et R. Sturk (Skanska – Vinci HB).
Le bitube de 8,6 km creusé par un tunnelier de 10,6 m de diamètre
doit être excavé dans des conditions extraordinairement difficiles :
- rocher généralement très dur mais très fracturé en blocs, avec
quelques passages argileux,
- eau en forte pression,
- limitation des quantités d’eau drainée autorisées, pendant la
construction comme en service, pour ne pas déprimer une nappe
d’eau très utilisée.
La présentation orale présentera le tunnelier prévu, les difficultés rencontrées
et les moyens utilisés jusqu’à ce jour pour résoudre les difficultés.
4.4 - Le « tunnel de base » de l’autoroute A1
Milan-Naples
La communication concerne le tunnel de « base » de l’autoroute A1
Milan-Naples pour traverser les Apennins par P. Lunardi, G. Cassani
et M. Gatti (Rocksoil SpA).
Elle décrit les études et la réalisation récente d’un bi-tube de
8,55 km dans un terrain difficile avec une couverture atteignant
400 m. Deux galeries de reconnaissance, l’une de 4 km au Nord et
l’autre de 0,95 km au Sud, ont été réalisées avec un tunnelier de
3,4 m (ou 4 m ?) de diamètre.
Le tunnel a été réalisé en méthode traditionnelle, en section entière et a
dû utiliser des boulons de fibres de verre pour stabiliser le front et réaliser
des voûtes parapluie (méthode A.DE.CO-RS, chère au Pr Lunardi).
La présentation orale donnera plus de détails sur le projet, les
difficultés rencontrées et les méthodes utilisées.
4.5 - Deuxième tube de la traversée souterraine
de Toulon
La communication concerne le deuxième tube de la traversée
souterraine de Toulon par G. Gilbert (maître d’ouvrage) et des
représentants du CETE (AMO), de Setec Tpi-Terrasol (maître
d’œuvre) et de Bouygues/Solétanche-Bachy (entreprise).
La communication décrit le projet, le contexte géologique (très
complexe), le bâti de surface (très dense et pas toujours en bon
état) et les études réalisées : nombreux sondages et un essai sur 35 m
de profondeur de jet grouting et d’injection avec un puits de 3 m
de diamètre pour examiner les colonnes de jet sur toute leur hauteur.
La conception du tunnel et de ses tranchées couvertes d’extrémité
est très influencée par la conception du tube Nord et par les difficultés
rencontrées pour le réaliser (11 ans de travaux pour 3 km,
dont 2 ans d’arrêt de chantier suite à effondrement).
La présentation orale montrera, avec plus de détails, le pilotage du
soutènement provisoire (le tunnel est excavé en section entière par
des moyens mécaniques traditionnels), à l’aide des mesures de
tassements de surface et des déformations en tunnel. Le système
automatique de mesure implanté par Sol Data est très sophistiqué
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008
et efficace. Le marché incite l’entreprise à réduire les soutènements
lorsque les tassements sont faibles et que les déformations intérieures
du tunnel le permettent.
4.6 - Tunnel DUPLEX A 86 à l’Ouest de Paris
La communication concerne le tunnel DUPLEX A 86 à l’Ouest de
Paris par JL. Toris et P. Bony (Socatop).
Elle présente le projet de ce tunnel à 2 étages pour VL, creusé avec
un tunnelier de 11,56 m de diamètre. La communication porte sur
la 1ère partie, longue de 4,5 km de ce tunnel de 10,07 km.
Les terrains difficiles et variables ainsi que la situation de la surface
(notamment une voie ferrée parcourue par des TGV) ont conduit l’entreprise
à choisir un tunnelier transformable capable de travailler en
mode pression de terre ou en pression de boue. Les ouvrages
annexes (puits, rameaux avec escaliers, etc.) souvent définis après la
conception initiale du tunnel pour cause d’évolution de la réglementation,
ont rencontré, eux aussi, des conditions difficiles et ont dû faire
appel, soit aux injections de traitement de terrain, soit à la congélation.
La communication orale donnera plus de détails sur ce projet innovant
et sur sa réalisation. En donnera-t-elle sur les coûts et les
délais ? Nous allons le savoir bientôt.
4.7- Risques de venues d’eau au moment
de pratiquer une ouverture dans le revêtement
en voussoirs d’un tunnel, pour réaliser
une galerie d’embranchement,
par F. Melaneo, C. Jorge et J. Bilé Serra.
La communication décrit les problèmes géologiques et surtout
hydrogéologiques qui sont apparus lorsque l’on a démoli le revêtement
d’un tunnel du métro de Lisbonne pour réaliser la jonction du tunnel
avec un tunnel d’embranchement (on utilise parfois le mot de
culotte pour désigner cette zone d’intersection).
Ces problèmes (présence de sables fins, venues d’eau abondantes,
etc.) ont été d’autant plus surprenants qu’ils n’avaient pas été décelés
au moment du passage du tunnelier qui a réalisé le tunnel initial.
Après étude plus approfondie, il a fallu réaliser un rabattement de
nappe.
5 - CONCLUSION
Le thème B « Maîtrise des risques et des coûts » a attiré de
nombreuses communications très intéressantes qui n’ont pas pu
être toutes retenues.
Il apparaît que :
• la technique en progrès permet de réaliser des tunnels dans des
conditions de plus en plus difficiles, pour des coûts et des délais qui
se réduisent,
• les risques et le coût de leurs conséquences restent difficiles à
maîtriser ; il faut réunir de nombreuses conditions pour y parvenir :
études longues et détaillées, reconnaissances géotechniques
nombreuses incluant des galeries de reconnaissance chaque fois
que possible,
• les méthodes pour établir le budget et le délai les plus probables,
malgré les incertitudes qui pèsent sur le projet, progressent et sont
de mieux en mieux formalisées.
Des progrès ont été faits, mais il en reste à faire.

INTRODUCTION
A total of 13 papers have been included in this sub-session I. They
can be classified into 5 topics, as shown in table 1.
Swelling or squeezing
behaviour of the ground
and its impact on the tunnel
support.
Settlements induced
by tunnelling.
Modelisation of tunnel
construction
New materials & processes
TBM performance
In this General Report I will present a brief summary of each paper,
highlighting the innovative aspects of the work. I will end each topic
with my personal view of future developments within that particular
field. Finally, I will make some closing remarks on the general
subject of this session.
1 - TOPIC 1: SWELLING AND SQUEEZING
BEHAVIOUR OF THE GROUND AND ITS
IMPACT ON THE TUNNEL SUPPORT.
Table 2. shows the 3 papers addressing this Topic
THÈME C - Innovations techniques en tunnel
Topics Communications presented
3
2
2
4
The first paper by Silvestre, analyses the non-stabilized wall
deformations of the wall of the tunnel of Tartaiguille bored in
marly-clayey ground. The author concludes that viscosity effects are
remarkable in such ground, with an important strength reduction
Par Davor Simic (Ferrovial, Espagne)
Silvestre A.
Kovari K. et al.
Samana L. et al.
Merlanti P. et al.
Hejazi Y. et al
Billaux D. et al.
Ilker Ü. et al.
De Rivaz B.
Montagneux P. et al.
Giuliani-Leonardi S.
Castrogiovanni G.
Boissonnas Y.
Mendaña F
Authors Paper Title
Silvestre A.
Kovari K.
Chiaverio F.
Samana L.
Hingant P.
Valle C.
Zancan W.
2
Effets du comportement différé sur le
creusement des tunnels.
Système déformable modulaire pour les tunnels
en terrain fortement gonflant
Tunnel de Mezzolombardo: le comportement
différé des argilites induit des convergences
de grande amplitude.
VIE DE L’AFTES
Congrès de Monaco
with strain rate as shown in figure 1. A viscoplastic numerical model
has been elaborated incorporating the rock degradation. An
interesting conclusion of this paper is that simple elastoplastic
models underestimate forces on the lining.
Figure 1: Strength reduction with strain rate for a marl rock (Silvestre, A.).
The paper by Kovari, K. Chiaverio, F. stresses the most frequent
undesirable effects noticed in tunnels in swelling rock, i.e. bottom
heave and uplift pressures against the slab. To cope with such
behaviour, the authors propose an innovative Modular Yielding
Support shown in figure 2. This system requires an underground
space for control and replacement when the compressible
elements reach their limit.
Figure 2: Flexible solutions in swelling ground (Kovari, K. and Chiaverio, F.).
The paper by Samana L., Hingand P., Valle C. and Zancan W.
analyses the viscoplastic behaviour of the claystone during the
excavation of the Tunnel of Mezzolombardo where, in contrast with
the previous paper, an active or rigid approach was used to contain
the deformations by means of a reinforced concrete lining, as
shown in figure 3.
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008 443

444
VIE DE L’AFTES
Congrès de Monaco
As a conclusion of this Topic, more research is needed to unify the
different constitutive models that have been proposed in the bibliography
to account for the expansion phenomena. Besides, more
on-site experiences are desirable to contrast active (rigid) support
systems with passive (flexible) ones.
2 - TOPIC 2: SETTLEMENT INDUCED BY
TUNNELLING.
Table 3 shows the 2 papers addressing this topic.
Authors Paper Title
Merlanti P.
Bellochio A.
Sicilia R.
Hejazi Y.
Dias D.
Kastner R.
Figure 3: Samana L.;
Hingand P.; Valle C.;
Zancan W.:
Tunnel de Mezzolombardo:
Le comportement differé
des argilites induit des
convergences de grande
amplitude.
Analysis and predictions of subsidence
phenomena induced by excavation employing
an EPB-S in the works to construct the Brescia
metro-Design predictions and back-analysis.
Influence de la rigidité des sols lors de la
modélisation des ouvrages souterrains.
The first paper by Merlanti P., Bellochio A. and Sicilia R. deals with a
case history of a 9,15 m diameter EPB machine excavating a
gravely soil under the foundation of a singular building. The predicted
settlement was considered unacceptable so it was decided to
consolidate the soil by means of a preformed arch of grouted soil of
cement and silicate grout. Figure 4 shows the geometry of the
treated area, which successfully reduced the settlements to a tenth
of the expected value.
Figure 4: Merlanti P.; Bellochio A.; Sicilia R.: Analysis and predictions of
subsidence phenomena induced by excavation employing an EPB-S in the works
to construct the Brescia metro-Design predictions and back-analysis.
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008
The paper by Hejazi Y., Dias D. and Kastner R. studies 4 different
constitutive models to simulate the behaviour of stiff over consolidated
clays in tunnel construction. The models account for shear
modulus degradation with the stress level and the resulting settlement
troughs are higly sensitive to model input parameters. Figure
5 shows the scatter of settlement troughs obtained by the authors
which conclude that still there is significant discrepancy between
numerical models and empirical data.
Figura 5: Hejazi Y.; Dias D.; Kastner R.:
Impact of soil stiffness on the modelling of underground constructions.
As a conclusion of this topic, more research is needed in the
constitutive equations of the numerical models to approximate real
settlement troughs.
However, it is debated the usefulness of that effort if it is not
accompanied by an equal work for measuring in the reality of the
soil parameters for ever more sophisticated models.
3 - TOPIC 3: MODELISATION OF TUNNEL
CONSTRUCTION.
Table 4 shows the 2 papers addressing this topic.
Authors Paper Title
Billaux D.
Senis M.
Ilker Ü.
Erdogan E.
Uzman A.
Detailed analysis of the excavation and heating
of nuclear waste storage drifts
Deepest top-down LRT station in Istambul
Çinçin Station, Otorgar-Bagcilar lightrail project.
The first paper by Billaux D. and Senis M. studies the combined
effect of excavation and thermal loads for two deep underground
nuclear repositories. A FLAC 3D model has been run, as shown at
figure 6, which demonstrates the time dependent loading of the
lining due to the temperature increase.

Figure 6: Billaux D.; Senis M.:
Detailed analysis of the excavation
and heating of nuclear waste storage drifts.
The paper by Ilker U., Erdogan E. and Uzman A. analyses the displacements
of a diaphragm wall during excavation, by means of finite
elements Plaxis and structural SAP 2000 model. As shown in figure
7, the authors conclude that models tend to overestimate maximum
displacements.
As a conclussion of Topic 3, as more sophisticated models are
commercially available for designers, this does not mean an easier
task for the engineer due to the doubts about the representativity
of the results. To be sure, one should always check the results with
simpler models.
VIE DE L’AFTES
Congrès de Monaco
4 - TOPIC 4: NEW MATERIALS
AND PROCESSES
Table 5 shows the 4 papers addressing this topic.
Authors Paper Title
De Rivaz B.
Montagneux P.
Genre C.
Pagan J.
Revil-Signorat J.
Giuliani-
Leonardi S.
Castrogiovanni G.
Vanni D.
Siepi M.
Martella A.
Steel fiber reinforced concrete (SFRC):
development of a behaviour test for
application to precast segment for tunnel
lining.
Deepest top-down LRT station in Istambul
Çinçin Station, Otorgar-Bagcilar lightrail
project.
Innovation technique en matière
de confortement des tunnels revêtus de
voussoirs prefabriqués au droit des structures
annexes.
Rome-Great Ring Road-Cassia and Trionfale
Tunnels-The biggest fullface tunnels
excavation ever performed (260 sqm) with
shallow cover, using ADECO-RS approach
design and special patented jet-grouting.
Figure 7: Ilker U. ; Erdogan E.;
Uzman A.: Deepest top-down LRT
station in Istambul Çinçin Station,
Otorgar-Bagcilar lightrail project.
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008 445

446
VIE DE L’AFTES
Congrès de Monaco
The paper by De Rivaz B. makes a detailed assessment of an
original type of test of cylindrical samples of concrete subject to
impacts along their axis excentrically. The author compares the
behaviour of unreinforced, conventionally reinforced and steel-fibre
reinforced concrete. Figure 8 shows the samples of unreinforced
concrete after the test which behave with sudden cracking and
block separation irrespective of the position of the impact.
In contrast, the samples with steel fibers show a more diffuse
cracking that avoids collapse. The author concludes that this
multicracking of the SFRC allows for much higher ductility than
conventional reinforced concrete.
Figure 8: De Rivaz B.: Steel fiber reinforced concrete (SFRC): development
of a behaviour test for application to precast segment for tunnel lining.
The paper by Montagneux P., Genre C., Pagan J. and Revil-Signorat,
J. deals with the manufacturing of explosives directly at the tunnel
face as an alternative to the pre charge of dynamites or slurry
cartridges, because of its obvious advantages minimizing handling
and stocking constraints. As a conclusion the authors show 5 sites of
successful application of this method.
The paper by Giuliani-Leonardi S. reviews the different construction
procedures for structures built out of main tunnels made of segmental
lining rings. Focus is made to shear keys to transfer loads
from opened rings to adjacent closed ones. Figure 9 shows the
typical shear-key which was tested to cyclic loading. The author
concludes that with such systems it is possible to optimize the
creation of openings in lining rings.
Figure 9: Giuliani-Leonardi S.: Innovative supporting systems
of segmental lining tunnels during secondary structures construction
(recesses, cross passages…).
The paper by Castrogiovanni G., Vanni D., Siepi M. and Martella A.
describes the reinforcing systems which were applied for the construction
of big tunnels (260 sqm) excavated full face by means
ADECO-RS approach. The authors specifically treat a patented
variant of jet-grouting where the rotoinjection is carried out during
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008
the advancement of the tool (see figure 10). The columns can incorporate
a steel pipe and, according to the authors, to be successful
the system requires continuous fluid spoil avoiding clay chips that
clogg the outflow.
As a conclusion, the papers in this topic have shown how construction
procedures in different fields (such as segmental lining, drill &
blast, full face excavation) has triggered the search of new materials
(such as SFRC, explosives, shear keys or jet-grouting techniques).
Figure 10: Castrogiovanni G.; Vanni D.; Siepi M.; Martella A.:
Rome-Great Ring Road-Cassia and Trionfale Tunnels-The biggest fullface
tunnels excavation ever performed (260 sqm) with shallow cover,
using ADECO-RS approach design and special patented jet-grouting.
5 - TOPIC 5: TBM PERFORMANCE
Table 6 shows the 2 papers included in this topic.
The paper by Boissonnas Y. presents an interesting application of
the flexible approach to deal with the high deformations induced
by the excavation of deep tunnels. The Gothard Base tunnel
employs a mechanized TBM, allowing for controlled deformation to
reduce the high rock pressures in squeezing rock conditions as
show schematically in figure 11.
Authors Paper Title
Boissonnas Y.
Mendaña F.
Gothard Base Tunnel Experience of a TBM
Excavation with large overburden.
The excavation of two twin tunnels of Seville
metro line through alluvium by an EPB shield
under the Guadalquivir River
The paper by Mendaña F. compares the performance of two
different EPB’s in the gravely waterbearing soils of Seville (Spain).
TBM number 1 has a conventional four radii cutterhead with rippers
and variable size openings, whilst TBM number 2 has smaller
openings and more rippers. According to the author, although
TBM number 1 had more stoppages for tool replacement, both
machines had similar productions per working day. The paper also
concludes on the innovative use of EPB machines in soil types
which were traditionally the field of application of hydroshields (see
figure 12).

Figure 11. Boissonnas Y.: Gothard Base Tunnel Experience of a TBM Excavation
with large overburden.
Figure 12. Mendaña F.: The excavation of two twin tunnels of Seville metro line through alluvium by an EPB shield
under the Guadalquivir River.
As conclusion of Topic 5, there is a continued innovative application
of full-face mechanized tunnelling either in flexible or rigid approaches
that show the progress in the making.
6 - CONCLUDING REMARKS
Innovation must be an attitude, the basic behaviour of everybody in
the industry to survive. Value creation through innovation must permeate
the whole construction organization: from the work conception,
throughout the design & construction. Persons are basic in
this process: open-minded engineers that share ideas and desires.
These Conferences have provided the framework for such a fertile
interchange.
VIE DE L’AFTES
Congrès de Monaco
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008 447

448
VIE DE L’AFTES
Congrès de Monaco
1 - INTRODUCTION
Le thème C2 sur les innovations techniques en tunnel (2ème partie) a
reçu 14 communications écrites. La nationalité de leurs auteurs est
indiquée sur le tableau ci-dessous.
Répartition des communications suivant la nationalité de leurs
auteurs :
Nationalité de l’auteur Nombre de communications
France,
Principauté de Monaco 7
Italie 3
USA 2
Belgique 1
Allemagne 1
Etudes de tunnels
THÈME C - Innovations techniques en tunnel
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008
Par Guy Colombet (Coyne & Bellier)
Nombre de communications par type d’ouvrage - Tableau 2
Elles confirment que les techniques de construction des ouvrages
souterrains, tant mécanisées que conventionnelles, continuent de
se perfectionner dans tous les domaines.
Le présent rapport rassemble les points principaux qui ressortent
des 14 communications du thème C2. Ils sont regroupés sous les
différentes rubriques suivantes :
• Innovations concernant les tunneliers
• Innovations concernant les matériaux utilisés comme éléments de
soutènement,
• Principaux enseignements que l’on peut tirer des retours d’expérience
des cas concrets (études et chantiers),
• Remarques complémentaires sur les deux communications qui
abordent des sujets plus généraux.
Tunnels ferroviaires Tunnels routiers Galeries hydrauliques Ouvrages de stockage
8 articles 2 articles 1 article 1 article
Localisation : Localisation : Localisation : Localisation :
France (1) Algérie Belgique
USA (2)
Dubaï (1) France
Italie (1) Monaco
Chine (1)
Espagne (2)
Nombre de communications par secteur d’activité - Tableau 1
Procédés mécanisés
Les 14 communications traitent d’études et de chantiers de tunnels
répartis dans 8 pays différents comme le montre le tableau 1.
Chantiers de tunnel
3 articles 8 articles 3 articles
Etudes de tunnels : Localisation des chantiers : Localisation des chantiers :
En France (1) USA (2) France (2)
entre l’Espagne et le Maroc (1) Algérie (1) Principauté de Monaco (1)
En Italie (1) Belgique (1)
Chine (1)
Dubaï (1)
Espagne (1)
France (1)
Méthodes conventionnelles

2 - PRINCIPALES INNOVATIONS
PRESENTEES DANS LES COMMUNICATIONS
2.1 - Innovations concernant les tunneliers
Cinq communications présentent des innovations très importantes
qui ont été apportées récemment à des tunneliers.
Elles consistent notamment en :
• Tunneliers de très grande dimension
• Tunneliers pouvant être montés et démontés rapidement
• Maintenance des tunneliers facilitée.
Tunneliers récents de grande dimension
La communication de M. HERRENCKNECHT et al (Herrenknecht
AG) décrit la conception des deux plus gros tunneliers au monde :
• Un tunnelier à pression de terre (∅ 15,2 m) utilisé à Madrid pour la
construction d’un tunnel routier de 3,6 km
• Un tunnelier à pression de boue (∅ 15,4 m) utilisé à Shanghai pour
la construction des deux tubes d’un tunnel routier de 7,2 km qui
passe sous la rivière Yangtze.
La communication indique également les principales innovations
dans la conception de ces grands tunneliers.
Tunnelier et bouclier montés dans une chambre
de dimension réduite
• La communication de M. OFIARA (The Robbins Company)
présente un tunnelier pour roche dure utilisé pour le métro de New
York.
Sa conception lui permet d’être installé dans une chambre de montage
de dimension réduite et d’être transporté dans des tunnels
déjà construits de petite dimension. Il peut également être ressorti
par le tunnel qu’il vient de creuser.
Quelques innovations : tête d’abattage démontable avec joints
boulonnés, jupe rétractable, marinage avec un convoyeur extensible.
• La communication de M. BASTIENS (EIG Euridice) et al décrit la
réalisation de la galerie expérimentale Praclay à Mol (Belgique).
Cette galerie a été excavée avec un bouclier de 2,5 m de diamètre,
perpendiculairement à un tunnel existant de 4 m de diamètre
intérieur, sans avoir besoin d’élargir ce tunnel au voisinage de
l’intersection.
Tunneliers pour terrains de mauvaise qualité
avec maintenance facilitée
• L’article de M. LONGCHAMP et al (Bouygues TP) présente le système
MOBYDIC qui enregistre les conditions de fonctionnement
de chacun des outils de coupe d’un tunnelier.
Ce système innovant :
- permet d’optimiser l’avancement d’un tunnelier en toute sécurité
- facilite la maintenance des outils
- fournit une diagraphie du front du tunnel en temps réel.
• La communication M. HERRENKNECHT (Herrenknecht AG)
indique que le tunnelier de 15,4 m de diamètre qui a été utilisé
pour le métro de Shanghai :
- permet de remplacer les outils de coupe dans des conditions
atmosphériques, même lorsqu’il passe sous la rivière Yantze
- est équipé d’un dispositif électronique pour contrôler les
conditions de travail des outils.
VIE DE L’AFTES
Congrès de Monaco
2.2 - Innovations concernant les matériaux
utilisés pour les soutènements
Deux articles présentent la mise en œuvre de matériaux innovants
pour réaliser des soutènements et des revêtements de tunnel sous
forte couverture.
Ces matériaux ont un comportement élastoplastique. Ils permettent
de réaliser des soutènements semi-rigides qui supportent des
poussées de terrain élevées tout en se déformant.
Ils ont été utilisés récemment avec succès pour construire en France
et en Belgique des tunnels sous forte couverture dans des terrains
avec déformations différées importantes.
Galerie de Saint Martin la Porte
La communication de M. RETTIGHIERI (LTF) et al décrit le procédé
de construction et de suivi des travaux de la descenderie de Saint
Martin la Porte.
Le soutènement actuellement mis en œuvre comprend, entre
autres, une coque de béton projeté de 20 cm d’épaisseur, avec
intercalations de blocs préfabriqués en béton compressible.
Ces blocs en béton compressible ont un palier plastique de 8 MPa
et une compressibilité de 50%. La coque en béton projeté a donc
un comportement élastoplastique, avec un palier plastique à
8 MPa.
Galerie expérimentale Praclay
La communication de M. BASTIENS (EIG Euridice) et al présente les
voussoirs qui ont été placés à l’arrière du bouclier dans la galerie
expérimentale Praclay.
Pour obtenir un revêtement semi-rigide avec palier plastique élevé,
des blocs en acier inox compressibles ont été intercalés entre les
voussoirs. Ces blocs en acier compressible ont un palier plastique
de 40 MPa. L’anneau de voussoirs a donc un comportement élastoplastique
avec un palier plastique à 40 MPa.
Un tronçon de la même galerie a été soutenu avec des voussoirs,
sans intercalation des cales compressibles. Le revêtement étant
alors rigide, il devait être capable de supporter des poussées de
terrain beaucoup plus élevées. C’est pourquoi, dans ce cas, les
voussoirs ont dû être réalisés avec un béton à très haute résistance
(résistance à la compression mesurée sur cubes de 160 MPa).
3 - RETOUR D’EXPERIENCE
DES CAS CONCRETS
Les dix communications qui décrivent le retour d’expérience de
chantiers récents confirment l’importance :
- de la qualité des reconnaissances et des études effectuées avant
les travaux,
- des observations et de l’auscultation en cours de travaux.
Par ailleurs ces communications montrent l’intérêt, notamment
dans le cas des chantiers difficiles, d’un esprit de coopération entre
maître d’ouvrage, maître de l’œuvre, entreprises et constructeurs.
Projet de traitement du terrain à l’avant d’un tunnelier
La communication de M. FLORIA et al (Geodata S.A) propose de
consolider par drainage les flyschs argileux tectonisés que
recoupera le tunnel sous le détroit de Gibraltar, à 475 m sous le
niveau de la mer.
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008 449

450
VIE DE L’AFTES
Congrès de Monaco
Les calculs présentés montrent que, malgré la faible perméabilité
des terrains argileux (K = 10 -10 m/s), le processus de consolidation
apparait assez rapidement compte tenu des forts gradients.
Comme précisé dans la communication, ce procédé de construction
innovant reste à expérimenter et à valider sur un chantier réel.
Calculs et dimensionnement de grandes cavités souterraines
• La communication de M. NASRI et al (DMJH Harris) décrit les
méthodes de calcul qui ont été utilisées pour la conception de 2
stations souterraines du métro de New York (largeur maxi des
stations : 30 m – hauteur de la couverture rocheuse : 10 m environ).
• la communication de M. MONROY (Vinci Construction) indique
d’une manière détaillée les méthodes de calcul qui ont été utilisées
pour le dimensionnement des niches de grande dimension du tunnel
de bouclage de l’autoroute A86 en Ile de France.
Ces deux communications, qui concernent des études d’ouvrage
de grande dimension situés dans un environnement urbain sensible,
rappellent que le dimensionnement du soutènement et du revêtement
d’un tunnel complexe ne peut pas se limiter à l’utilisation d’un logiciel
3D, même sophistiqué :
• Le projet d’un grand ouvrage souterrain nécessite au préalable
des études et des réflexions approfondies, en utilisant des méthodes
de calcul simplifiées.
• Les modèles numériques plus élaborés sont utilisés dans les
dernières phases d’étude, pour optimiser le dimensionnement des
éléments structurels et pour valider les options de conception.
Chantiers de tunnel sous forte couverture
La communication de M. RETTIGHIERI (LTF) et al sur la descenderie
de Saint Martin La Porte ainsi que celle de M. BASTIENS (EIG Euridice)
et al sur la galerie expérimentale Praclay montrent que dans
les terrains hétérogènes et les terrains avec déformations différées
importantes, le retour d’expérience d’un chantier en vraie grandeur
est nécessaire.
En effet, seules les observations du comportement du terrain en
cours de travaux et un programme d’auscultation approfondi
permettent de caler un modèle fiable pour caractériser le comportement
à court et long terme du complexe terrain / soutènement,
et, en conséquence, pour garantir la sécurité du tunnel tout en
optimisant les procédés de construction et les soutènements.
Descenderies de reconnaissance du projet Lyon – Turin
Le projet de liaison ferroviaire Lyon Turin fait l’objet de reconnaissances,
essais et mesures nombreuses et variées.
La communication de Mme MONIN (LTF) et al présente d’une
manière détaillée, la base de données géoréférencée Géodatabase,
que LTF a mis en place pour stocker l’ensemble des données
acquises d’une manière cohérente et homogène.
Géodatabase permet notamment le suivi en temps réel de l’avancement
des travaux de reconnaissance (géologie, hydrogéologie,
géomécanique) et le suivi environnemental.
Galerie d’assainissement à Alger
La communication de M. CHAPUIS (CSM Bessac) décrit les travaux
de construction d’un important collecteur d’assainissement dans la
ville d’Alger en site géotechniquement et hydrogéologiquement
difficile.
L’ouvrage se situe dans un environnement urbain très dense et
contraint.
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008
Le collecteur ∅ 4 m de 4,3 km de longueur est excavé avec un
tunnelier à pression de terre fabriqué dans l’usine de CSM Bessac à
Toulouse.
Le projet comprend plusieurs puits de chute à Vortex, avec des
dispositifs complexes de dissipation d’énergie et d’aération. Leur
conception permet de réguler les flux et de garantir un écoulement
gravitaire dans le collecteur.
Tunnel en tranchée couverte à Monaco
La communication de M. LHUISSIER (SGTM) et al décrit les travaux
de l’ensemble I1, qui constitue l’un des lots du Projet d’Urbanisation
des terrains à l’emplacement des anciennes voies SNCF dans la
ville de Monaco. Coyne et Bellier est maître d’œuvre de l’ensemble
de cette opération.
L’Ensemble I1 comprend une tranchée de 180 m de longueur et de
20 m de profondeur. Elle est excavée dans des éboulis et des
marno-calcaires altérés.
La fouille de 40 m de largeur a été butonnée par trois nappes de
butons longs et précontraints, reliés en treillis et appuyés sur des
poteaux préfondés.
La comparaison entre les déformations observées et les pressions
mesurées dans chaque buton, a permis d’optimiser le phasage des
travaux, notamment les phases de débutonnage et de construction
des structures définitives.
Métro de Dubaï
A partir d’un retour d’expérience pendant la construction d’un
tronçon de métro à Dubaï, la communication de M. BEAU et al (Systra)
montre l’intérêt d’une collaboration étroite entre l’entreprise et le
maître d’œuvre, notamment en cas de difficultés et d’imprévus
pendant les travaux.
Le tunnel et les stations ont été réalisés par un consortium d’entreprises
japonaise et turque, dans le cadre d’un contrat clé en main à
prix forfaitaire.
Le tunnel est excavé avec un tunnelier à pression de terre dans des
terrains sableux sous forte charge d’eau.
Suite aux problèmes de traitement des terrains aux entrées et
sorties de station, Systra maître d’œuvre a apporté son appui
technique aux entreprises pour modifier la méthode de réalisation
des entrées et sorties de stations.
4 - COMMUNICATIONS TRAITANT
DE SUJETS GENERAUX
La communication M. JULIEN (Laboratoire des Ponts et Chaussées
de l’Est Parisien) et al présente une méthode de calcul nouvelle
pour évaluer la stabilité d’un front de taille. Elle consiste à déterminer
par une approche 3D, non seulement la surface de rupture
potentielle du front sans ou avec confortement, mais également un
champ de déplacement compatible avec cette surface de rupture.
Son emploi pour analyser la stabilité du front de taille semble
prometteuse. En effet, cette méthode de calcul :
• permet de choisir le confortement à appliquer au front en
fonction des déplacements induits par le creusement, et non pas
seulement à partir d’un simple coefficient de sécurité par rapport à
la rupture (comme on le fait avec les méthodes de calcul habituelles),
• facilite l’interprétation des mesures d’auscultation en cours de
travaux (mesures de déplacements à l’avancement de l’excavation).

Dans la continuité du thème Eupalinos 2000 (thème B3), la communication
de M. BORIO et al présente les résultats des essais de
laboratoire réalisés à l’Université Polytechnique de Turin.
Ces essais permettent de mieux évaluer les propriétés des sols
sableux avec ajout d’adjuvants dans la chambre d’abattage d’un
tunnelier à pression de terre.
Deux modes opératoires ont été utilisés : les slump tests et des essais
avec un appareillage de laboratoire équipé d’un convoyeur à vis.
L’article montre également les avantages comparés de ces deux
types d’essai.
5 - CONCLUSIONS
Les communications du thème C2 montrent que les techniques de
construction des ouvrages souterrains continuent de se perfectionner
dans tous les domaines :
• Les possibilités d’emploi des tunneliers continuent de s’élargir
(diamètre des plus gros tunneliers, facilité de montage et démontage
de certains tunneliers, facilités de maintenance dans les
terrains difficiles).
• L’emploi de cales compressibles en béton ou en acier permet
désormais de concevoir des soutènements / revêtements semi-rigides,
1 - INTRODUCTION
Sur les réseaux de transport, les tunnels, et en particulier les longs
tunnels, sont les ouvrages probablement les plus complexes, car ils
constituent des systèmes dont la conception et l’exploitation
doivent prendre en compte l’interaction entre ouvrage et usagers.
Dans l’espace confiné d’un tunnel, les accidents sont principalement
dus à des collisions par l’arrière, à des collisions avec les parois de
l’ouvrage et, plus gravement, à des collisions frontales. Comme à
ciel ouvert, les causes de ces accidents sont très majoritairement
des erreurs humaines de comportement, et beaucoup plus rarement
des incidents techniques de véhicules. En tunnel cependant, les
usagers ne subissent pas les difficultés dues aux intempéries, aux
basses températures, aux conditions changeantes d’éclairage, à
des géométries de tracé difficiles, à des flux de trafic de vitesses
très différenciées, et il n’y a pas d’accidents dus à des croisements
avec d’autres voies de communication. L’usager a également
tendance à conduire plus prudemment, dans un espace confiné
perçu comme potentiellement hostile.
En raison de ces conditions différentes de circulation, on constate
que les taux d’accidents sont tendanciellement moins élevés en
tunnel qu’à ciel ouvert. Une différence importante existe cependant
dans l’ampleur potentielle des dégâts en cas d’incendie d’un ou de
plusieurs véhicules. En tunnel, un incendie est susceptible de se
transformer rapidement en catastrophe, car le confinement peut
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procédé innovant et très utile pour les tunnels dans les terrains
déformables sous forte couverture.
Les communications sur le retour d’expérience de chantiers rappellent
les points essentiels suivants :
• un projet de tunnel fiable ne peut être établi qu’à partir de données
fiables, c’est-à-dire à partir de reconnaissances approfondies,
• le suivi et l’auscultation du comportement du complexe terrain /
soutènement en cours de travaux reste indispensable pour assurer
la sécurité du chantier et pour optimiser les travaux.
Par ailleurs, plusieurs communications soulignent l’intérêt, notamment
dans le cas de chantiers difficiles, d’une collaboration étroite entre
les entrepreneurs, le maître d’ouvrage et le maître d’oeuvre.
En travaux souterrains, l’absence de certitude est omniprésente.
Pour surmonter cette difficulté, un esprit de coopération entre les
différents intervenants dans une relation contractuelle équilibrée
doit être recherché.
On peut rappeler à ce sujet, les recommandations du GT 25 de
l’AFTES sur la maîtrise des coûts et la contractualisation des risques.
Ces recommandations du GT 25 précisent les règles à respecter
pour améliorer les relations contractuelles entre le maître
d’ouvrage, les entrepreneurs et le maître d’œuvre, en vue d’obtenir
une meilleure maîtrise du coût des ouvrages souterrains.
THÈME D - Des tunnels pérennes et sûrs
Par Jürg Röthlisberger (OFROU, Berne - Suisse)
entraîner un développement considérable de l’incendie, dont la
maîtrise peut échapper presque totalement à l’exploitant. Des
développements catastrophiques de ce genre peuvent se retrouver
dans certains autres milieux (grands hôtels et accidents aériens, par
exemple), mais, en principe, pas ailleurs sur les réseaux routiers.
Les tunnels constituent donc un environnement particulier pour
l’usager et on peut affirmer, en particulier suite aux grands incendies
survenus dans quelques tunnels européens aux alentours des
années 2000, que l’acceptation d’incidents avec un développement
catastrophique est moindre pour ces ouvrages. En effet, l’usager a
l’impression d’être contraint de voyager dans un environnement
confiné susceptible de se transformer en milieu hostile duquel il n’a
pas la possibilité de s’échapper facilement. Malgré leurs faibles
fréquences d’occurrence et le faible nombre de morts survenus
depuis des décennies dans les tunnels, les quelques incendies
catastrophiques mentionnés ont frappé les esprits et ont contribué
à ce sentiment de dangerosité.
D’un autre point de vue, il faut encore constater que les tunnels
sont généralement les ouvrages les plus chers au kilomètre, aussi
bien pour leur réalisation que dans leur phase d’exploitation. Leur
réalisation dépend de conditions géologiques et hydrogéologiques
qui ne peuvent pas toujours être prévues de manière suffisamment
précise, et nécessitent la mise en œuvre de méthodes
d’exécution lourdes et chères. Les difficultés imprévues sont relativement
fréquentes et provoquent des surcoûts qui peuvent être
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008 451

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importants. Le potentiel d’industrialisation des éléments de
construction semble peu élevé, chaque ouvrage possédant des
caractéristiques propres. Le degré de mécanisation est déjà
assez élevé, et se justifie principalement pour les tunnels de
longueur conséquente.
Pour sa part, l’exploitation met en œuvre des équipements chers
également (éclairage, ventilation, vidéo détection, signalisation,
etc.), avec une durée de vie technologique relativement courte,
ainsi que des systèmes de contrôle dont la sophistication va
croissant, et qui nécessitent l’engagement à plusieurs niveaux de
personnels assez nombreux et donc coûteux.
2 - APPROCHE INTÉGRALE POUR
LA SÉCURITÉ DANS LES TUNNELS
Afin d’assurer la sécurité des usagers dans les tunnels, le premier
objectif consiste à mettre en œuvre toutes les mesures raisonnables
susceptibles d’empêcher l’occurrence des accidents. Cet objectif
premier étant impossible à atteindre de manière absolue, il faut
s’attendre malgré tout à l’occurrence d’accidents avec des incendies
pouvant se développer de manière plus ou moins incontrôlée.
C’est pourquoi, le second objectif consiste à concevoir l’ouvrage,
ses équipements et son système d’exploitation de manière à ce
que l’usager puisse bénéficier d’une chance raisonnable de se mettre
à l’abri du danger en cas d’incident nécessitant l’évacuation de
l’espace de circulation.
Cette approche intégrale pour la sécurité dans les tunnels est maintenant
généralement acceptée et comprise. Il est également admis
que la sécurité ne doit pas uniquement concerner l’infrastructure
des ouvrages (équipements de sécurité, voies de fuite, systèmes de
ventilation, etc.), mais également les trois autres domaines que sont
les usagers (éducation, information, sensibilisation, etc.), les véhicules
(conception, équipements, sécurité intrinsèque, etc.), et l’exploitation
des ouvrages (vidéo détection d’incidents, désenfumage, etc.).
Cette approche s’est concrétisée en 2004 par la publication de la
directive de l’Union Européenne relative aux exigences de sécurité
minimales applicables aux tunnels du réseau routier transeuropéen.
La directive européenne constitue elle-même une consolidation
des résultats de plusieurs travaux réalisés dès la fin des années
1990 dans plusieurs instances internationales telles que la Réunion
des pays alpins, la CEE ONU et l’AIPCR. Pour la première fois à un
tel niveau, la directive européenne exige concrètement la mise en
œuvre d’études de risques pour examiner certains aspects de la
sécurité des tunnels, et en particulier pour évaluer l’efficacité de
mesures de sécurité alternatives. Si les méthodes d’études des
risques ne sont pas appelées à se substituer à l’approche normative
classique, seule à même de permettre une uniformisation de la
conception des ouvrages de manière rapide, simple et économique,
elles ouvrent cependant un champ d’optimisations et de comparaisons
peu connues à ce jour dans le domaine routier, et en particulier des
tunnels.
3 - ASSURER LA RÉALISATION
DE TUNNELS PÉRENNES ET SÛRS
Les communications remises à l’occasion du Congrès sur le thème
D permettent de montrer de quelle manière les concepteurs
s’efforcent de prendre en compte les aspects mentionnés ci-dessus
afin d’optimiser les lourds investissements nécessités par la réalisation
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008
et l’exploitation des tunnels, d’une part, tout en assurant une
sécurité optimale des usagers, d’autre part.
Les communications montrent clairement que ces efforts ont lieu
dans tous les stades de réalisation des tunnels, soit lors de leur
conception et réalisation, lors de leur exploitation et lors de leur
rénovation. De même, à l’exception des véhicules, tous les domaines
relatifs à la sécurité dans les tunnels ont également été abordés
dans les communications, soit l’infrastructure, l’exploitation, les usagers.
Les problématiques principales abordées dans les communications
relatives au thème D « Tunnels pérennes et sûrs » sont présentées
en synthèse ci-après.
4 - PHASE DE CONCEPTION ET
DE RÉALISATION
Le développement actuel des projets intégrés de conception,
construction, financement et exploitation d'infrastructures de
transports nécessite de plus en plus une approche globale de la
gestion du cycle de vie des infrastructures. Dans ce contexte, une
société a développé une approche innovante en concevant un
concept d’aide à la décision basé principalement sur l'étude des
risques d'une structure prise dans sa globalité en étudiant l'impact
d'une ou plusieurs défaillances sur tous les enjeux associés. Elle propose
des outils permettant par conséquent de modéliser l'ouvrage
dans son ensemble et de visualiser son évolution dans le temps et
d'accréditer l'impact des divers plans d'action qui devront être mis
en œuvre. Cette gestion par les risques avec mise en place d'une
stratégie maitrisée à moyen ou long terme permet de n'opérer que
les interventions indispensables à la pérennité des ouvrages tout en
disposant d'une vision claire et objective des risques résiduels.
L'utilisation de système d'aspersion d'eau pour lutter contre les
incendies en tunnel est effective depuis les années 60 au Japon et
en Australie. Au cours des dernières années, la recherche s'est
concentrée sur les systèmes par brouillard d'eau, qui présentent un
meilleur rapport coût-efficacité. Le projet de recherche européen
UPTUN a ainsi abouti à la définition de tests incendie spécifiques
ainsi qu'à l'énoncé d'exigences minimales en la matière. Une
communication décrit les résultats obtenus dans le cadre du projet
de recherche SOLIT, lancé par le gouvernement allemand et dont
l'objectif était non seulement d'étudier les effets du système par
brouillard d'eau sur les incendies en tunnel, mais également
d’évaluer les interactions avec les autres éléments d'un système de
sécurité tels que la détection incendie, la protection passive ou la
ventilation. Cinquante essais d’incendie ont ainsi été réalisés dans
le cadre d'un programme à large échelle. Les essais ont démontré
que les systèmes par brouillard d'eau permettent de contrôler le
rayonnement thermique des incendies en tunnel. Les effets dangereux
des gaz toxiques sur les utilisateurs diminuent, et l'approche des
services d'intervention est sensiblement facilitée, grâce à une
réduction de la température et du rayonnement. En outre, la propagation
de l'incendie est entravée et la charge thermique est
réduite, de même que les dégâts sur la structure, permettant ainsi
une remise en service plus rapide de l'ouvrage.
Une communication traite de l'importance des facteurs liés au
comportement humain quant à la sécurité des tunnels routiers. Elle
résume les études menées depuis quelques années pour comprendre
l'écart constaté entre le comportement attendu et le comportement
réel des usagers en cas d'évènement grave en tunnel routier. Elle
présente ensuite les travaux en cours menés dans le cadre d'un

projet de la Direction Interdépartementale des Routes d'Ile de
France, qui consistent à tester et évaluer les dispositifs de sécurité, et
en particulier ceux liés à l'évacuation d'un tunnel routier, auprès d'usagers
volontaires. Au vu des résultats obtenus, la question se pose de
l'adaptation des dispositifs de sécurité réglementaires existants.
Elle préconise dans tous les cas l'évaluation in situ associant des
usagers volontaires avant d'envisager le déploiement plus large de
nouveaux systèmes.
La protection thermique des chambres de tirage en tunnels permet
le maintien de fonctionnalités indispensables lors d’incendies, soit
l’alimentation et le pilotage des systèmes de sécurité et de gestion
de l’ouvrage (ventilation, éclairage de sécurité, niches techniques,
réseaux de transport de données pour la surveillance et la gestion
des systèmes, etc.). Diverses solutions ont été appliquées depuis
quelques années pour cette protection thermique des chambres de
tirage. Une démarche a été engagée pour le développement d'une
protection thermique incluant la vérification du maintien des
fonctionnalités des divers réseaux transitant dans les chambres de
tirage. Les essais menés en laboratoire ont abouti à la production
de fermetures de chambre de tirage constituées d'une trappe en
fonte à remplissage de mortier complétée par une protection
thermique respectant non seulement les contraintes règlementaires
françaises de résistance au feu, mais satisfaisant également celles
liées à la résistance mécanique, à l'étanchéité et à la maniabilité.
Le trafic augmentant toujours plus dans certains tunnels, la rupture
accidentelle d'un tel ouvrage lors d'un incendie engendre des
désordres majeurs de plusieurs types, non seulement humains,
mais aussi environnementaux et économiques, pour la région
limitrophe. Il est donc primordial de pouvoir estimer et prédire la
tenue de la structure, et en particulier le comportement du béton
de revêtement des tunnels en cas d'incendie. Une analyse des
effets consécutifs à une exposition à des hautes températures sur
les bétons utilisés pour le tunnel autoroutier de Bouira en Algérie
est présentée. Cette analyse s'est concentrée sur le comportement
mécanique du béton. L’étude a permis de mieux comprendre les
phénomènes complexes qui apparaissent en cas de surexposition
thermique des bétons de revêtement, et à formuler de nouvelles
exigences de comportement au feu.
5 - PHASE D’EXPLOITATION
A l'instar d'autres domaines, le retour d'expérience en tunnel
routier a d'abord été élaboré dans une optique « technique » et
« quantitative ». Les progrès technologiques ayant permis d'atteindre
un niveau de sécurité élevé, il est aujourd'hui nécessaire d'avoir une
démarche qualitative qui inclut les aspects humains et organisationnels,
ceci dans le but de permettre une meilleure prise en compte des
usagers dans le retour d'expérience en tunnel routier. Dans le
« système tunnel », constitué des composants usager – exploitant –
infrastructure (le véhicule n’étant pas ici mentionné), l'interaction
entre les usagers et les deux autres composants présente un potentiel
d'amélioration. En effet, il existe une confusion parmi les usagers
entre les différents dispositifs d'alarme, de fuite, de détection, etc..
De plus, en cas d'évènement anormal, l'usager souffre d'un
manque d'informations pour bien comprendre l'importance du
danger. Or, cela le pousse à avoir un comportement non-conforme
aux attentes, voire parfois à mettre en péril sa sécurité. C'est pourquoi
une meilleure intégration dans le retour d'expérience des aspects
humains et organisationnels clarifiera les interactions usagers –
infrastructure et exploitants. Lors d’un travail de recherche, une
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méthode de recueil de témoignages des usagers a été développée,
puis utilisée au cours d’exercices de sécurité et à la suite d’événements
réels. Les résultats recueillis permettent une meilleure compréhension
du comportement des usagers en cas d’incident et permettent
d’aller au-delà de certaines idées préconçues.
Sis sur l'A51 un peu au nord de Monestier-de-Clermont, dans le
département de l'Isère, le tunnel de Sinard, long d'un peu moins
d'un kilomètre, comporte une chaussée en béton délavé. En effet,
soumis à un fort trafic ce tunnel restera en circulation bidirectionnelle
pendant environ 15 ans sans intervention lourde sur la chaussée, ce
qui nécessite un revêtement de chaussée particulièrement durable.
Profitant de la clarté naturelle du béton, il a été décidé de lancer
une campagne de mesures photométriques visant à prouver l'intérêt
de chaussées claires dans les tunnels et tentant de quantifier les
économies escomptées en terme de puissance d'éclairage. Les
premiers résultats sont encourageants et tendent à confirmer le
potentiel d’économie d’énergie d’éclairage. La campagne de
mesure se poursuit actuellement.
Dans le but de désengorger un tronçon d'autoroute de 14 km de
long entre Madrid et La Coruña, les deux tunnels de Guadarrama,
longs de 3 000 m environ, seront complétés d'un troisième tube.
Ce dernier pourra être mis en service de manière réversible, principalement
pour les véhicules légers, en fonction des flux de trafic
dominants. Ce tunnel sera l’un des premiers en Espagne à avoir fait
l'objet d'un concept global de sécurité, conformément au Décret
Royal 635/2006 concernant les conditions minimales de sécurité
dans les tunnels routiers de l'État. Il faut mettre en évidence la
construction de 14 galeries de liaison du nouveau tube avec les
tubes existants, pour une longueur de galeries de près de 2 200 m.
Sur cette base a été rédigé un « Manuel d'exploitation » contenant
entre autres un « Plan d'urgence intérieur ou d'autoprotection »,
ainsi qu’un chapitre concernant le « Plan d'évacuation ».
Afin d'éviter les conflits d'autorité entre les différents intervenants
lors d'incendie dans un tunnel, des procédures claires et précises
ont été mises en place pour les dix plus grands tunnels de Bruxelles.
Ainsi la chronologie d'un événement peut être divisée en quatre
phases distinctes, pour lesquelles sont clairement définis le début,
la fin et la hiérarchie des intervenants. En fonction de cela sont définies
les actions que les opérateurs doivent effectuer ainsi que la méthodologie
à suivre pour établir les consignes particulières de ventilation.
L'auteur porte un regard constructif mais critique sur la possibilité
d'automatiser certaines procédures.
6 - PHASE DE RÉNOVATION
Dans le cadre de deux projets monégasques, l’un d’un tunnel neuf
et l’autre du réaménagement d’un tunnel existant, les aménagements
envisagés pour l'évacuation, la protection des usagers et les accès
de secours, déclinent un même principe constructif. Il consiste à
aménager une galerie latérale protégée contre l'incendie parallèlement
à la chaussée, à l'intérieur du profil courant du tunnel. La
galerie permet la combinaison des fonctions d’amenée d’air frais,
d’accès de secours et d’évacuation. Pour un ouvrage existant, une
telle solution n’est en principe possible que si une réduction du
nombre de voies de circulation est réalisable en parallèle. Les projets
comportent également l’intégration de ces galeries parallèles avec
des communications inter-tubes et des débouchés vers l’extérieur.
Cet ensemble cohérent permet d’offrir un niveau de sécurité jugé
satisfaisant au terme des études spécifiques de danger.
TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 210 - NOVEMBRE/DECEMBRE 2008 453

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Construit en 1937 et exploité en tant que tunnel ferroviaire jusqu'en
1967, le tunnel Maurice Lemaire est devenu un tunnel routier
bidirectionnel, mis en service à partir de 1976. Long de 7 km, il a fait
l'objet d'une refonte complète du concept de sécurité durant ces
dernières années. Il a notamment été doté d'une galerie de fuite et
d'un système de ventilation performant. Une des particularités est
l'évacuation des fumées en cas d'incendie par un canal situé dans la
galerie de fuite. Une autre est l'évacuation des usagers à l'aide de
véhicules spécialement conçus à cet effet. Un réseau complexe et
redondant de systèmes d'alimentation, de gestion et d'intervention
permet de garder la maîtrise des événements à tout moment. La
volonté de respecter au mieux les notions de fiabilité, maintenabilité,
disponibilité et sécurité, a guidé les choix des matériels et matériaux
ainsi que celui des architectures systèmes et des cheminements.
Il existe plusieurs types de drainages surfaciques applicables aux
revêtements existants lors de rénovations ou d’assainissements
de tunnels routiers. Dans le cas du tunnel Maurice Lemaire déjà
mentionné ci-dessus, en plus des exigences particulières de tenue
au gel et au feu, vient s'ajouter la contrainte liée à l'espace libre très
restreint. La réponse a été apportée par un drainage surfacique
quadri-couches protégé au gel avec une épaisseur maximale de
15mm. Ce type de solution est applicable en cas de gabarit
restreint. S’il correspond aux exigences de la législation française, le
comportement à long terme du prototype mis en place au tunnel
Maurice Lemaire doit faire l’objet d’un suivi attentif.
L’une des particularités de la rénovation des 4 tunnels de la section
La Turbie – Tunnel de la Coupière de l’A8, dans le département des
Alpes-Maritimes, est l’exigence d’effectuer les travaux sous exploitation,
ce qui implique la mise en œuvre d’une organisation et de
méthodes précises et strictes, avec un souci permanent de sécurité
des personnels et des usagers. D’un point de vue technique,
l’ensemble des ouvrages et de ses éléments ont subi une rénovation
complète : génie civil des réseaux, des ouvrages et des bâtiments
d’exploitation et de sécurité, travaux de rénovation et de modernisation
des équipements de sécurité et d’exploitation.
7 - CONCLUSION
Les contributions présentées sous le thème D « Tunnels pérennes et
sûrs » montrent l’intense activité qui règne autour de cette thématique,
dont les domaines principaux font l’objet de réflexions, de recherches,
de retours d’expérience, de projets. Depuis les années 2000, la
notion d’approche intégrale pour la sécurité des tunnels, prenant
en compte les usagers, l’infrastructure, l’exploitation et les véhicules,
s’est imposée de manière notoire. En parallèle à cette approche
globale, il s’avère nécessaire d’intensifier l’évaluation de l’efficacité
des mesures d’amélioration de la sécurité par des méthodes d’études
des risques non seulement qualitatives, mais également quantitatives.
Ces méthodes, qui doivent encore être développées et affinées
dans le domaine de la sécurité des tunnels, ne peuvent pas se
substituer à l’approche normative classique, mais elles sont seules à
même d’évaluer scientifiquement l’efficacité des mesures prévues
en tenant compte de tous les paramètres concernés et pour
l’ensemble du cycle de vie des ouvrages.