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T e 4 avril dernier, uneJL/trentaine de personnes sesont réunies au CETu afin depréparer la création au seinde PAFTES d'un Groupe deTravail sur le comportementau feu des ouvrages souter-rains. Au cours de cette jour-née, différentes présentationsont été faites et notamment,les exigences définies dansl'instruction technique du 25août 2000, les recherches duCETu dans le domaine ducomportement au feu, lestravaux de l'AIPCR, del'AITES et les projets euro-péens FIT, UPTUN, DARTSainsi que le projet national

ISI (Ingénierie de la sécuritéincendie).T a Présidente de laJL/Région Rhône-Alpes,Anne-Marie Comparini,vient de faire adopter un rap-port sur les grandes infra-structures en Rhône-Alpes etses enjeux pour la France etl'Europe. "Dans une périodemarquée par les incertitudeséconomiques et géopoli-tiques, il est essentiel defaire des grands paris". Lerapport voté par les élusrégionaux présente une sériede propositions concrètes.Concernant le Lyon-Turinpour le fret, il précise qu'en

mars 2002, un protocoled'intention était signé parl'État, la Région, lesConseils Généraux et lesgrandes agglomérations pourla réalisation de la LGVLyon-sillon alpin (586,9 mil-lions d'euros pour l'État etautant pour les collectivités,dont 411,6 millions pour laRégion). Afin de ne pasretarder le projet de la Trans-alpine, la Région Rhône-Alpes a décidé de préfinan-cer la part de l'État, incertainsur ses engagements. Elleavancera donc 14,84 mil-lions d'euros pour la période2003-2005, afin que les

études fret et voyageurssoient lancées de suite.D'autre part, la Régiondemande à l'État d'intervenirauprès du Conseil Européenpour qu'il valide la proposi-tion de la Commission Euro-péenne de financer la Trans-alpine à hauteur de 20%.Elle demande aux États fran-çais et italien de prendre desmesures de régulation inter-modale pour renforcer lereport des camions sur le railnotamment dès que les tra-vaux sur la ligne historique(par le tunnel ferroviaire duFréjus) seront terminés(2006-2007).

onjoncture

La DATAR a remis le 24avril son rapport au PremierMinistre, "La France enEurope : quelle ambitionpour la politique des trans-ports?". En complément del'audit sur les infrastruc-tures, réalisé par le ConseilGénéral des Ponts &Chaussées et l'InspectionGénérale des Finances, etavant le débat parlementai-re qui aura lieu les 20 mai et3 juin prochains, ce rapportouvre des pistes qui sont

favorables à la poursuite dela construction de grandesinfrastructures et par là-même à la construction et àla maintenance desouvrages souterrains. En cequi concerne la liaisonLyon-Turin, le rapport sou-ligne qu'il n'y a pas de rai-son de remettre en cause lesperspectives de croissancedes trafics et notammententre la péninsule ibériqueet les Pays de l'Est via l'Ita-lie, que les franchissements

alpins sont fragiles, commeon a l'a noté avec l'accidentau tunnel du Mont-Blanc etque la dimension voyageurne doit pas être oubliée. Endéfinitive le projet sembleviable pour la DATAR, plusencore lorsqu'elle annonceque le taux d'actualisation,fixé à 8%, apparaît trop éle-vé. D'autres projets, com-prenant des ouvrages sou-terrains ont également lesoutien de la DATAR. Ils'agit notamment du projet

CDG Express (cf TOSn°175), du tunnel ferroviai-re sous la Chartreuse, descontournements routier etferroviaire de Lyon et de laliaison routière avec Saint-Étienne. En ce qui concernele financement, la DATARpropose entre autres decréer une taxe sur les poidslourds dans les zones parti-culièrement sensibles etcongestionnées (parexemple les franchisse-ments alpins et pyrénéens).

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 17û - MARS/AVRIL 2OO3

ravaux

Les travaux de la descende-rie Modane / Villarodin-Bourget, liés à la sectioninternationale du projetLyon-Turin, progressentsous la direction de LTFavec 515 mètres de galeriedéjà creusés à fin mars.Cette descenderie, une foisachevée, aura une longueurde 4 kilomètres.Parallèlement, LTF a donné

le 4 mars 2003 l'ordre deservice pour la mise enchantier dans les pro-chaines semaines d'uneseconde descenderie dansla vallée de la Maurienne àSaint Martin La Porte.Cette descenderie serasituée à 7 km environ del'entrée, côté français, dufutur tunnel de base. Elleaura une longueur de 2040

mètres et unedénivellationd'environ 86mètres (audroit de cettedescenderie,une galerie dereconnaissan-ce de 3000mètres seracreusée dans

un second temps - plus 800mètres optionnels). L'inves-tissement lié à la premièretranche de travaux s'élève à52,672 mil-lions d'eurospour la des-cenderie deModane et à40,789 mil-lions d'eurospour celle deSt Martin. Lam a î t r i s ed'œuvre pourcette seconde

descenderie sera assuréepar le groupement Scetau-route (mandataire) / Antea /Alpina. Le groupementd'entreprises chargé duchantier de St Martin com-prend les entreprises Razel(mandataire) / Bilfinger +Berger / Pizzaroti / Granu-lats Rhône-Alpes.

La reine Béatrix des Pays-Bas a inauguré le 14 mars letunnel routier du Wester-schelde. Ce tunnel sous-marin de 6,6 km relie Zuid-Beveland à Zeewsch-Vlaanderen. Chaque tubede 11 m de diamètre de cetunnel bi-tube, foré aumoyen de 2 tunneliers mix-shield d'Herrenknecht,comprend 2 voies de circu-lation de 3,5 m de large. Lepoint le plus bas se situe à60 m sous le niveau de lamer. Des rameaux d'inter-connexion relient les 2tubes tous les 250 mètres.

Les travaux de constructionavaient débuté en novembre1997 et les tunnels ont étécreusés à une moyennejournalière de 12 m. Ce tun-nel à péage devrait êtreemprunté par 12000 véhi-cules par jour. Le coût totalde construction s'est élevé à726 millions d'euros.

section type du tunnel

En novembre 2002, VinciConstruction Grands Pro-jets, en groupement avec lasociété suédoise Skanska, asigné avec Banverket, leréseau ferré national sué-dois, le contrat de construc-tion du tunnel ferroviaired'Hallandsaas. Ce contrat,d'un montantd ' e n v i r o n400 millionsd'euros, cor-respond à laconstructionde 2 x 5,6km sur untotal de 2x8km. En effet,ce projetdont laconstructionavait débutéen 1992, a été arrêté en1997, suite à une pollutionchimique par les produits

d'injection. Le groupementVinci / Skanska creuserales 2 tubes au tunnelier.Ces derniers mois, les der-niers obstacles administra-tifs au redémarrage des tra-vaux ont été levés : d'unepart la Cour environnemen-tale a autorisé un droit de

drainage de1001/s pen-dant les tra-vaux (contre331/s habi-tuellement) etla municipali-té de Baastadvient d'accor-der le permisde construire.Les travauxvont doncp o u v o i r

reprendre. Il est prévuqu'ils durent 7 ans.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

ravaux rejets

La construction des tunnelsde base du Lôtschberg et duGothard progresse confor-mément au planning. A cejour, 77 % du tunnel debase du Lôtschberg ont étéexcavés et il devrait êtreopérationnel en mai 2007.En ce qui concerne le tun-nel du Gothard, en plus del'ensemble des travaux despuits et accès, environ 10 %du tube est et 5% du tubeouest ont été excavés. Lemontage du premier des 2TBM Herrenknecht est encours sur le site d'Amsteg.Ces machines d'un diamètrede 9,56m creuseront lestubes est et ouest de la sec-tion Amsteg-Sedrun d'unelongueur de 11,35 km.

Le tunnel du Gotharddevrait ouvrir en 2013.Selon le directeur de l'Offi-ce Fédéral des Transports,M. Max Friedli, le projetrentre maintenant dans unephase délicate; en effet, leConseil Fédéral et le Parle-ment doivent approuver descrédits supplémentairesd'un montant de 410 à 550millions d'euros, principa-lement destinés à financerles mesures de sécuritémais également les coûtsliés à l'évolution des tech-niques ferroviaires. Deplus, des fonds doivent êtretrouvés pour financer la

deuxième phase d'un mon-tant de 2,3 milliards d'eu-ros. Selon M. Friedli, cesautorisations de créditdevraient être ratifiées parle Conseil Fédéral cet été et

par le Parlement avant lafin de l'année. La deuxiè-me phase comprend notam-ment le tunnel du Mont-Cenen sur l'axe duG o t h a r d . L ' e n q u ê t epublique concernant cetouvrage a lieu du 2 avril au16 mai. L'excavation de cetunnel de 15,6 km seraeffectuée à partir d'unecaverne à Sigirino. Lesdeux tubes seront creusésau TBM, excepté une sec-tion à Valcolla qui seraexcavée à l'explosif. Lestravaux de construction dutunnel du Mont-Ceneri doi-vent démarrer en 2006 pourune mise en service en2016. Le coût de cet ouvra-ge est estimé à 1,4 milliardd'euros.

L'entreprise privée, CentralRailways qui projette deconstruire une ligne fretentre Lille et Liverpoolattend l'accord du gouver-nement britannique. L'ob-jectif principal est d'absor-ber 1/3 du fret transporté

a demandé un rapport àl'autorité stratégique deschemins de fer (SRA) quivient de remettre son rap-port. Une décision gouver-nementale est attendue pro-chainement. Si elle est posi-tive, le projet devra passer

par la route entre le conti-nent et la Grande-Bretagne.Ce lien d'environ 675 kmde long comprendrait denombreux ouvrages souter-rains, notamment 2 tunnelsde 10 km et 1,6 km seraientnécessaires dans le NorthDowns, le long et sous lesautoroutes M25 et M23.D'autre part, des travauximportants de réhabilitationet d'abaissement des voiesseront nécessaires sur 2 tun-nels de 3 et 5 km ainsi qued'autres tunnels plus courtsau niveau des docks deLiverpool. En France un oudeux tunnels courts pour-raient être nécessaires sui-vant le tracé choisi. Lestunnels, qui pourront êtremono ou bi-tubes, devrontavoir au minimum un gaba-rit compatible avec le gaba-rit fret du tunnel sous laManche (hauteur 5,6 m).Afin d'évaluer le projet, legouvernement britannique

devant le Parlement ce quipourrait prendre 2 à 3 anspendant lesquels CentralRailways recherchera lesfonds nécessaires et émettrales premiers appels offreseuropéens, notamment ceuxrelatifs à la construction destunnels. Parsons qui est encharge du management duprojet devra déterminer lestypes de contrats. Ce projetqui devrait être entièrementfinancé sur des fonds privésest estimé à 16 milliardsd'euros, il devrait être éli-gible aux prêts de la BEI.Le calendrier d'approbationdevrait permettre un démar-rage des travaux en 2006pour une mise en service 5ans plus tard.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

rojets

Tel que recommandé par larécente étude sur les trans-ports publics, le tracé de laligne 3 du métro du Cairereliera Imbaba à l'aéroportinternational avec unebranche vers Mohandiseen.La ligne 3 aura une lon-gueur de 34,2 km et devraitêtre construite en 4 phases.Une majorité du tracé seraen souterrain à l'exceptionde courtes sections à AinShams et Beshtiel quiseront en surface. L'Autori-té Nationale des Tunnels(NAT) évalue actuellement

pression de boue pour creu-ser les tunnels d'un dia-mètre intérieur de 8,4 m.Les stations serontconstruites en tranchéecouverte. La phase 1 estestimée à 685 millionsd'euros. La deuxièmephase permettra de pour-suivre la ligne vers l'estentre Abbasia et la stationAl Ahram (Héliopolis) surune longueur de 6,2 kmcomprenant 4 stations sou-terraines. Les travaux decette phase devraient durerde 4 à 6 ans. La 3*°" phase

les offres reçues pour lapremière phase de 4,3 kmentre Attaba Square etAbbasia, comprenant 5 sta-tions en souterrain. Lestravaux ont été divisés en 5lots : * génie civil • alimen-tation électrique • travauxde voie • signalisation etéquipements de conduite •matériel roulant. Les étudespour la phase 1 ont été réa-lisées par le groupementf r a n c o - é g y p t i e nSystra/ACE. Il a été propo-sé d'utiliser un tunnelier à

comprend la partie ouest dela ligne entre Attaba etImbaba et Mohandiseen.La section Attaba - Imbab-ba mesure 8 km et com-prend 8 stations. Labranche vers Mohandiseenmesure 3,6 km et comprend4 stations. Cette sectioncomprendra une traverséesouterraine des deuxbranches du Nil à Zamalek.Les travaux devraient durerde 4 à 8 ans. Enfin, la 4*""phase comprend laconstruction de la section

est de la ligne entre AlAhram et l'aéroport sur unelongueur de 12,1 km. Cettephase devrait être construi-te en 2 étapes, 4A entre AlAhram et Alf Maskan surune longueur de 3,3 km etcomprenant 3 stations et 4Bentre Alf Maskan et l'aéro-

Mîs en service en 1982, letunnel des Monts situé surle contournement de Cham-béry (RN 201) reliant lesautoroutes A43 et A41, abesoin d'être rénové. Lestubes unidirectionnels de904 m (tube nord) et 884 m(tube sud) ont chacun 3voies de circulation de 3,5m de large. Des études pourla rénovation ont été réali-sées par la DDE en collabo-ration avec le CETu et unappel d'offres pour les tra-vaux devrait être publiéprochainement. Les travauxprincipaux concernentl'étanchéité, réalisée àl'époque en intrados, quis'est révélée totalementinefficace. Une étanchéitésera assurée par une géo-membrane synthétiqueaccrochée au revêtementexistant. Celle-ci sera proté-gée par un revêtement min-

port sur 8,8 km comprenant3 stations en souterrain et 2en surface. La ligne pour-rait également inclure uneconnexion avec les voiesexistantes des chemins defer. Les travaux de cettephase devraient durer entre4 et 6 ans.

ce en béton non armé. Il n'yaura pas d'étanchéité enradier. En ce qui concerne lasécurité, le dossier présentéau Comité d'Évaluation dela Sécurité des TunnelsRoutiers le 12 mars dernierprévoit notamment un amé-nagement des 3 galeries decommunication pour aug-menter le degré coupe-feu,la mise à niveau de la venti-lation de désenfumage etl'amélioration du fonction-nement au feu des équipe-ments. L'étude a d'autrepart montré qu'avant deréaliser ces travaux, il étaitnécessaire de mettre àniveau l'éclairage de base.Les travaux de réhabilita-tion s'effectueront en 2004dans le tube nord et en 2005dans le tube sud, la circula-tion étant alors bi-direction-nelle dans l'autre tube.

de àLes élus rennais, encoura-gés par le succès de la pre-mière ligne de métro, miseen service en mars 2002,étudient la faisabilité d'uneseconde ligne à l'horizon2015-2020. L'investisse-ment annoncé pour la ligneB du Val, longue de 10,3km, est de 665 millionsd'euros. Les élus privilé-gient le métro par rapportau tramway, même si le

coût d'investissement de cedernier est nettement moinsimportant, car les premièresétudes tablent sur un traficannuel de plus de 4,4 mil-lions de voyageurs pour uneligne de métro contre 1,2million pour le tramway. Deplus la nouvelle ligne demétro, en souterrain, per-mettra d'irriguer plus facile-ment les zones d'emploi etles centres universitaires.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3 « « » « « » » « « » « « » » « * « « « «

OUVELLE LIAISON FERROVIAIRE LYON - TURINUne approche d*étwde originale pour la valorisation

m m ^& *

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Xavier DarmendrailJacques RimeyLorenzo BrinoLyon Turin Ferroviaire SAS

Jacques BurdinIngénieur Conseil

INTRODUCTIONLes études sur la faisabilité du tronçon inter-national de la nouvelle liaison ferroviaire ontété menées jusque fin 2001. Dans ce cadre,les premières études ont été réalisées sur lagestion des déblais des tunnels de basefranco-italien (52,7 km) et de Bussoleno(12 km). Elles ont concerné la nature desmatériaux, les sites de dépôt potentiels et lalogistique de transport des déblais depuisles différents sites d'attaque des tunnels, jus-qu'aux sites de dépôt retenus dans les hypo-thèses de base. Les premières études sur laréutilisation possible d'une partie des déblaiscomme granulats pour les bétons ont alorsété effectuées pour le tunnel de base. Ellesont été menées en tenant compte du retourd'expérience des travaux similaires en cours,notamment dans le cadre de la réalisation dutunnel du Loetschberg en Suisse.L'idée originale qui est l'objet du présentarticle est d'avoir initié la valorisation desdéblais dès la phase d'avant projet sommaire(APS) du projet. Des études ont alors étémenées en moins d'un an pour pouvoirincorporer au marché d'excavation de la des-cenderie et des galeries de reconnaissancede Modane/Villarodin -Bourget un chapitresur la valorisation des déblais.Cette approche a été réalisée en trois étapes :• l'analyse de bétons anciens (ouvrages EDF)fabriqués avec des agrégats issus du concas-sage sur site des déblais de galeries, à partirde roches identiques à celles qui sont ren-contrées dans le tunnel de base,• la réalisation de bétons d'essais composésde granulats fabriqués à partir d'échan-tillons de roches (carottes de forage ou pré-lèvements de surface) comparables à cellesqui seront issues des ouvrages de recon-naissance,

• le calcul des besoins en granulats et despotentialités de valorisation sur la base desessais de laboratoire, conduisant au dimen-sionnement de la chaîne de concassage àmettre en œuvre.Ainsi, la valorisation des déblais de la des-cenderie de Modane/Vîllarodin-Bourget ser-vira d'une part à la réalisation des bétons desouvrages de reconnaissances du tunnel debase côté français en participant ainsi à laprotection de l'environnement, d'autre partde laboratoire d'essai grandeur nature pourl'étude des conditions futures de valorisationdes déblais du tunnel de base.

1 - DETERMINATION DESPOSSIBILITES DEVALORISATION DES DEBLAIS

1.1 - Etudes de bétonsanciens : ouvrages EDF

La première étape de cette approche origi-nale a donc consisté à retrouver des bétonsqui avaient été fabriqués avec des granulatsissus de roches comparables à celles quiseront extraites du tunnel de base. Certainescorrespondent à des roches qu'il est prévude rencontrer dans la descenderie deModane/Villarodin-Bourget : quartzites(Trias), micaschistes (Permien et Socle).D'autres comme les schistes et grès duMouiller seront rencontrés sur un grandlinéaire du tunnel de base et sont considérés,en toute première approche, comme présen-tant des caractéristiques trop médiocrespour être transformées en granulats pourbéton.Les galeries et barrages construits par EDFau cours des 60 dernières années ont fourni

TUMMELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - M° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

•elle liaison ferroviaire Lyon - ïurin, Une approche d'étude originale pour la valorisation des déblais des tunnels

un excellent laboratoire en grandeur réellepour évaluer le vieillissement des bétons.Parmi ces ouvrages, nous avons recherchéceux pour lesquels les bétons avaient été réa-lisés à partir de déblais de galerie concasséssur place compte tenu de la difficulté detransport (altitude, accès). Ces conditions defabrication sont réputées ne pas être opti-males pour obtenir de bons bétons : caracté-ristique des matériaux, forme et granulomé-tne, eau de gâchage.Huit sites ont été explorés (figure 1) :• BONRIEU, LAVOIR, BISSORTE, LOSA,

NEUVACHE : grès du Rouiller.• SAINTE-ANNE : calcschistes (Schistes

lustrés).• SUIFFET : micaschistes du socle.• FONTAINE FROIDE : quartzites.Des prélèvements ont été effectués sur cesbétons par carottage de 20 à 55 cm delong. Les bétons prélevés sur les ouvragesdu SUFFET et de FONTAINE FROIDE ont étéconfectionnés avec des roches compa-rables à celles de la descenderie deModane/Villarodin-BourgetLes principaux résultats obtenus des observa-tions macroscopique et microscopique, etdes essais de laboratoires sont synthétisésdans le tableau ci-après (Figure 2).Il est important de noter qu'aucun des échan-tillons prélevés ne présentait de signe d'al-cali-réaction.

Figure / - Srtes de pré/èvement de béton sur ouvrages £DF

1.2 - Concassages de maté-riaux - Etudes de granulats

La suite de la démarche a consisté à concas-ser des matériaux appartenant aux deuxfamilles de roches les plus représentativesdes principaux faciès du tunnel de base :• il s'agit d'une part des quartzites (Trias) etmicaschistes (Pemien et Socle) qui seront ren-contrés dans la descenderie et les galeries dereconnaissance de Modane/Villarodin-Bourget et qui sont extrapolables à plus de15 km du tunnel de base entre Modane etVenaus et 8 km entre La Praz et Modane,• d'autre part des grès et schistes du Mouillerqui seront rencontrés sur un grand linéaire dutunnel de base (environ 12 km entre St Martinet Modane) et dont les caractéristiques sontgénéralement jugées trop médiocres pourpermettre leur utilisation comme granulatspour béton.

1.2.1 - Choix des facièsPour se rapprocher des conditions réelles devalorisation des déblais, les matériaux testésont, dans la mesure du possible, été prélevésdans des marins de galerie. C'est notammentle cas pour les micaschistes du socle prove-nant de la galerie EDF du SUFFET et pour lesschistes 'dits massifs' du Rouiller provenantdu tunnel d'Orelle de l'autoroute deMaurienne (A43).

Les grès plus ou moins schisteux du Rouilleront été prélevés à l'affleurement dans le sec-teur de La Praz.Les schistes, micaschistes et quartzites phylli-teux du Permo-Trias ont fait l'objet de deuxprélèvements. Le premier en bordure de laroute allant de Modane à Valfréjus. Ce sontdes blocs prélevés en surface, plus ou moinsaltérés. Le second correspond à des carottesde 6 sondages profonds réalisés dans lecadre des reconnaissances pour le tunnel debase et la descenderie de Modane/Villarodin-Bourget. Ces différents échan-tillons rendent compte de la diversité defaciès rencontrés dans le Permo-Trias.Enfin, les quartzites du Trias sont issus de lacarrière SOCAMO de Modane. Ils sont com-parables aux matériaux qui seront excavéssur le premier kilomètre de la descenderie deModane/Villarodîn-Bourget.

1.2.2 - Concassage et essais surles granulatsLe concassage a été réalisé dans la stationd'essai DRAGON à SASSENAGE. Il a été uti-lisé soit des concasseurs 'modèle' réduit, soitles plus petits modèles disponibles de lagamme, compte tenu des petites quantitéstraitées (quelques centaines de kilos).Le concassage primaire a été réalisé avec unconcasseur à mâchoires 300x400 mm.Le concassage secondaire a été réalisé avecun concasseur à marteaux 600x400 mm

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

louvelle liaison ferroviaire Lyon-Turin, Une approche d'étude originale pour la valorisation des déblais des tunnels

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figure 2 - Principaux résultats obtenus sur /es bétons anciens prélevés par carottage sur des ouvrages EDF.

équipé d'un crible permettant une coupure à4 mm. Différents réglages étaient possiblespour se rapprocher le plus possible d'unfonctionnement industriel (ouvert, grilles à16,25 et 40 mm).Un certain nombre de tests ont été réaliséssur les granu/ats au LERM à ARLES :

• L'examen au microscope optique enlumière transmise a permis en particulier dedétecter la présence de pyrite et de micasdans certains échantillons.• Les teneurs en alcalin actifs des différentsgranulats ont été déterminées selon le projetde méthode LPC n°37 (alcalins solubles dansl'eau de chaux).

• Des tests de stabilité dimensionnelle enmilieu alcalin ont été réalisés à l'autoclaveselon la norme P18-590. Ce test permet demettre en évidence les granulats potentielle-ment réactifs - PR (expansion > 0,15%).Les principaux résultats obtenus sont synthé-tisés dans le tableau ci-après (Figure 3).

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If» mferocrîsteline >2%Présence dé charbonCôd d'absorption : 4,8 %

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Tene»' en alcalins actifs faible.tilêtîvtté potentielle probable -PRIbneor en alcalins actifs faible.IlMfvié potentielle probable -

Figure 3 - Principaux résultats des essais de concassage.

•• TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° ^76 - MARS/AVRIL 2OO3

ouvelle liaison ferroviaire Lyon - ïurin, Une approche d'étude originale pour la valorisation des déblais des tunnels

1.3 - Formulations de béton

1.3.1 - Option retenueUne des idées directrices de la démarched'étude de réutilisation des déblais pour lesbétons des ouvrages consistait à tester lesgranulats fabriqués décrits ci-avant commesquelette de béton auto-plaçant (BAP).Les deux principaux avantages du BAP dansle cadre de la réutilisation des déblais pourconfectionner des granulats pour les bétonsdes soutènement et de revêtement des tun-nels sont :• Au niveau du concassage : une augmen-tation du coefficient de réutilisation desdéblais par un meilleur rendement de l'instal-lation de concassage avec la production degranulats de petites dimensions (0/16 ou0/20 mm maximum),

• Au niveau de la mise en œuvre: l'absencede bruit dû au vibrage dans les coffrages, lagarantie d'un remplissage parfait du videannulaire, pour une mise en œuvre rapide etlimitant l'usure des matériels.Un autre argument milite en faveur de l'utili-sation de bétons avec agrégats de petitetaille. Il s'agit des hypothèses actuelles danslesquelles la priorité est donnée à l'excava-tion mécanisée des tunnels de base et deBussoleno : l'excavation au tunnelier produirades déblais aux éléments de taille plusréduite que dans le cas d'une excavation enméthode traditionnelle.Seuls les bétons faits à partir des granulatsdes quartzites n'étaient pas auto-plaçant :bétons plastiques.

1.3.2 - Formulation de bétonMalgré les différences notables entre les gra-nulats issus des différentes roches concas-sées, il a été décidé de réaliser des formula-tions de béton similaires. Les bétons et lesessais ont été réalisés au laboratoire LERM àARLES.Un liant à trois composants a été utilisé dansles proportions relatives suivantes :• Ciment CEM I 42,5 PM CP2 de Vicaî(Montalieu) : 67 %•Cendres volantes 'SILICOLINE1 deSurschiste (Carlaing) : 16,5 %

• Laitier de haut-fourneau moulu de Sollac(Fos sur Mer): 16,5%Ces bétons ont été réalisés avec 310 kg deciment par m3 de béton, un rapport Gravillon/Sable de l'ordre de 1,2 et un rapport Eau effi-cace / Liant de l'ordre de 0,42.Les bétons de quartzite ont été fabriquésavec 350 kg/m3 de CEM III B.

Pour tous les bétons le temps s'écoulantentre l'introduction du liant et la fin dumalaxage a été systématiquement de 2minutes et 30 secondes (malaxage labo).

1.3.3 - RésultatsDes mesures ont été réalisées sur les bétonsfrais et sur les bétons durcis.La mesure sur béton frais permettant de véri-fier l'ouvrabilité d'un BAP consiste en unemesure d'étalement. Elle s'obtient par lamesure du diamètre maximal de la galetteformée après étalement du béton, suite auremplissage d'un cône d'Abrams et à sonenlèvement. Un BAP doit satisfaire à un étale-ment de 60 à 75 cm.Sur les bétons durcis, les résistances à la com-pression ont été mesurées à 14, 28 et 90 jourssur des éprouvettes cylindriques de 11 x 22 cm.La masse volumique et la porosité accessibleà l'eau ont également été mesurées.Les résultats obtenus sont synthétisés dans letableau ci-après (Figure 4).Les bétons plastiques réalisés à partir desquartzites ont donné de très bons résultatsde résistance à la compression simple Rc,avec des valeurs moyennes de 47 MPa à 28jours et 69 MPa à 140 jours.

1.4 - Conclusions sur lespossibilités de valorisationdes déblais

Ces études spécifiques menées sur lesbétons des ouvrages appartenant à EDF, leconcassage et les essais de béton, ont faitsuite à un certain nombre d'études plusgénérales portant sur la valorisation desdéblais du tunnel de base. Il en ressort queplus de 70% des déblais issus du tunnel debase (17 sur 22 millions de tonnes) pourraientêtre traités pour fournir plus de 90% des gra-nulats nécessaires (environ 5,5 millions detonnes) pour cet ouvrage.

Compte tenu de la nature des roches quiseront excavées du tunnel de Bussoleno, ilest possible au stade actuel de études d'ex-trapoler les résultats obtenus à ce secondouvrage du tronçon international.Au stade de l'avant projet sommaire (APS),puis de l'avant projet détaillé (APD), desétudes seront menées pour confirmer et pré-ciser ces quantités. Il conviendra notammentde vérifier l'adéquation entre le planningd'excavation des matériaux de bonne quali-tés et le planning de consommation desbétons. Ces nouvelles données conditionne-ront notamment le nombre et l'emplacementdes stations de traitement des matériaux etégalement leur transport (déblais et granu-lats).Ces études ont également montré que lamajeure partie des déblais qui seraient extra-its de la descenderie de Modane/Villarodin-Bourget pourraient donner d'excellents gra-nulats pour les bétons des ouvrages dereconnaissance côté français.Sur cette base il a été décidé d'inclure dans lemarché de réalisation de cet ouvrage unposte important de transformation desdéblais en granulats. Le chapitre suivantdétaille les hypothèses et les calculs qui ontété menés pour dimensionner la station detraitement des matériaux en phase de recon-naissance.

2 - VALORISATION DESDEBLAIS DE LA DESCENDERIEDE MODANE/VILLARODIN-BOURGET.La seconde approche originale que nousexposons dans le présent article concerne lamise en œuvre de la valorisation des déblaisdès la phase de reconnaissance, et non passeulement dans le cadre du marché principaldes tunnels.

Hit 14 joues (Mpa)!%l2$j0ur$(Mpa)î%4 10 jours (Mpa)Pisptofumique

(kg/m3)"Masse voiurnique

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Figure 4 - Principaux résultats sur les bétons.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3 9 « « « « ® » » ® » « « « ® « ® » » » «

jouvele liaison ferroviaire Lyon -Turin, Une approche d'étude originale pour la valorisation des déblais des tunnels

Sur la base des résultats exposés en premièrepartie, nous avons dimensionné une station detraitement des matériaux opérationnelle, cal-culé ses rendements prévisionnels de fabrica-tion de granulats par nature de déblais et pro-posé des formulations théoriques de béton.La recherche de l'adéquation entre fabricationet besoins en granulats a conduit à estimer lelinéaire de descenderie le long duquel la réuti-lisation des déblais devrait être opérée.Afin d'optimiser les rendements de l'unité detraitement des matériaux, les calculs ont étémenés avec pour objectif que l'ensemble desgranulats à béton nécessaires à la réalisationdes trois ouvrages de reconnaissances deModane/Villarodin-Bourget, Saint Martin LaPorte et La Praz puissent être produits à partirdes déblais de la descenderîe deModane/Vîllarodin-Bourget.

2.1 - Hypothèses et calculssur la valorisation desdéblais

2.1.1 - Hypothèses sur la répartitionpar classe granulométrique desgranulats issus du concassagedes déblaisSur la base de la nature des roches identifiéessur la coupe géologique prévisionnelle de ladescenderie de Modane/Villarodin-Bourget(Figure 5), les matériaux extraits de l'excava-tion seront classés en deux grandes familles :valorisâmes (C1) et non valorisâmes (C2).Les déblais de classe C1 correspondent à desroches pouvant être valorisées pour fournirles granulats pour les bétons : ce sont lesquartzites du Trias (tQ), les quartzites phylli-teux et micaschistes quartzeux du Permo-Trias (r-t), les micaschistes du Permien (rM) etceux du socle (MAr).Des échantillons représentatifs de ces maté-riaux ont été concassés dans la station d'es-sais. L'anisotropie des roches et leur teneuren mica ont également été prises en compte.Les roches seront d'autant moins bonnes

pour la valorisation que ces deux élémentsseront plus importants. Ces paramètres ontété pris en compte au niveau des hypothèsesde traitement de la manière suivante :• pour les quartzites (tQ) : pas de sacalpageni de défillerisation,• pour les quartzites phylliteux du r-t : scal-page (0/15 ou 0/25mm) et défillerisation0/200m,• pour les micaschistes (rM et MAr) : scalpage(0/15 à 0/20mm) et défillerisation 0/63m.A partir des ces hypothèses, la répartitionthéorique suivante a été retenue à la sortiede la station de traitement des matériaux(Figure 6).Nous rappelons que ces résultats ont étéobtenus avec des concasseurs de petitedimension et non optimisés.

2.1.2 - Station de traitement desmatériauxLa station de traitement des matériaux (STM)est opérationnelle sur le site de la descende-rie (cf. photo). Le concassage à l'avancementet l'acheminement du marin vers l'unité descalpage sont assurés par un concasseur àmâchoires mobile sur chenilles débitant sur unconvoyeur à bande un marin réduit à 250 mm.Le traitement des matériaux en surface com-prend essentiellement :• Une tour de scalpage qui permet, le caséchéant, d'éliminer la fraction fine du marin(inférieure à 15, 20 ou 25 mm). Elle alimente

donc le stockage primaire de la STM et sertégalement de poste de dispatching desmatériaux C2 vers le lieu de mise en dépôtCette tour peut traiter 350 t/h.• Une unité de concassage, criblage, lavage,équipée essentiellement d'un concasseursecondaire, pendulaire, d'un concasseur ter-tiaire à axe vertical à rotor ouvert (VSI) et de 2cribles de classement• Une station de traitement des sables (deseaux et des boues) fonctionnant sous eau,équipée de cribles, tamiseurs et séparateurscycloniques et d'un hydro-séparateur (décan-teur et filtre presse) permettant des coupuresà 2 mm, 200 et 60u, et la recomposition dusable final avec un objectif de module definesse à la production de 2,75.La STM est conçue pour une production de150 à 180 t/h de granulats répartis en 4classes 0/4, 4/8, 8/16 et 16/25 mm avec despourcentages variant en fonction du type deroche. L'objectif étant de produire au moins45% de sable.L'équipement spécifique de cette STM per-met de garantir un coefficient de formeconvenable avec le VSI et une bonne courbegranulométrique du sable avec un modulede finesse de 2,7 à 2,9 (pr EN 12.620).II est également possible d'éliminer la frac-tion 0/2QOu du sable, si le pourcentage demicas devenait trop élevé dans les quartzitesphylliteux du Permo-Trias (r-t).

H45% 28% 12% 15%47% ..26% ..1.12% <...JI1S5%

(1) La classe 0/4 est considérée complète pour tQ , hors fraction 0/0,2 pour r-t et hors fraction 0/0,06pour rM et MAr.

Figure 6 : Hypothèses de répartition des granulats par classe granulométrique.

1500m

1000m

500m -~PK.Ô 41m

Figure S : Coupe géologique prévisionnelle de la descenderie de ModanelVillarodin-Bourget

« » TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

jouvelle liaison ferroÉire Lyon -Turin, Une approche d'étude originale pour la valorisation des déblais des tunnels

Station de Traitement des Matériaux de la descende/le de ModanelVillarodin-Bourget — Octobre 2002 —Production de granulats à partir de quartzites.

2.2 - Composition desbétons - besoins en granu-lats

2.2.1 - Hypothèses sur la composi-tion des bétonsLes études réalisées (dont les principauxrésultats sont présentés ci-avant) ont égale-

ment montré que l'unité de traitement desmatériaux devrait surproduire des granulatsdans les classes 0/4 et 8/16. La réflexion a étémenée de manière itérative entre la réparti-tion par classes granulométriques des granu-lats nécessaires pour la fabrication desbétons et les résultats des essais de conca-sage. Les compositions de bétons retenues(Figure 7) ont été optimisées afin de réduirela quantité de déblais à traiter.

Tota! de granulats (en kg)

figure 7 - Composition théorique des bétons.

ModaneGat Reco.Tfctaf 26000

3430011100«400

lé m101003é100

10 20065 000 110000

Saint MartinHat Reco.Total

110009000

20000

19200«80035000

145001440028900

261002590052000 87000

taPraz OeScenderie8al. Reco.Total

151006800

21900

264001190038300

200001080030800

360001940055400 94000

TOTAL éSOOOm3 119 0001 96000m3 172 0001 291 0001

2.2.2. Hypothèses sur les besoinsen bétons et granulatsLes besoins en bétons et donc en granulatsont été calculés sur la base de la maquettegéotechnique prévisionnelle de la descende-rie et des galeries de reconnaissance deModane/Villarodin-Bourget. La répartitionlinéaire quantitative des profils type et lesquantités de béton nécessaires par mètrelinéaire de profil type ont été prises encompte.Pour les ouvrages (descenderies et galeriesde reconnaissance) de Saint Martin La Porteet La Praz, les besoins ont été calculés au pro-rata du linéaire d'excavation par rapport auxouvrages de Modane/Villarodin-Bourget,majoré de 10% pour prendre en compte lefait que les sections d'excavations seraientplus importantes et les profils de soutène-ment globalement plus lourds.L'estimation globale des besoins en granulatspour les bétons des trois ouvrages de recon-naissance du tunnel de base côté français aété faite en prenant en compte les éven-tuelles pertes à la production et à la mise enœuvre (Figure 8).Enfin, le déficit de production de l'unité detraitement des matériaux en certaines classesgranulométriques, conduit à des différencesentre la répartition relative des granulatsfabriqués et celle des besoins. Suivant lehypothèses que nous avons retenu, la classede granulats déficitaire au niveau de la pro-duction serait la 4/8. C'est donc elle quidevrait guider la production. Nous avonsdonc calculé le besoin total réel en fabrica-tion de granulats en équilibrant les besoins etla réalisation des granulats pour la classe 4/8(Figure 9). Cela conduit à une fabrication del'ordre de 372 000 tonnes de granulats pourun besoin réel de 291 000 tonnes avec desexcédents principalement dans les classes0/4 et 8/16

2.3 - Conclusions sur la valorisa-tion des déblais dans le cadre desreconnaissancesII ressort des études que la valorisation desdéblais dans le cadre de la réalisation desouvrages de reconnaissance est envisa-geable. Pour rentabiliser les installations detraitement des matériaux construites sur le

figure 8 - Bilan des besoins théoriques en bétons etgranulats pour les ouvrages de reconnaissances enprenant en compte les hors profils et tes pertes à lamise en œuvre.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

ouvelle liaison ferroviaire Lyon - Turin, Une approche d'éludé originale pour la valorisation des déblais des tunnels

0/4 52%>m_ <_ 23%"iftô 15%

: , 10%•fatal 100%

151300x v «900' 41700

-ji-iiPJL-191000

55%18%18%9%

100%

204400* é6900,. 66900

33500371 700

+ 531000

4-23200> 4400*iQ700

figure 9 - Bilan des besoins théoriques en granu/ats pourles ouvrages de reconnaissances en prenant en compteles hors profils et les pertes à la mise en oeuvre.

site de la descenderie de Modane/Vilarodin-Bourget, les déblais issus de celle-ci seronttransformés en granulats pour satisfaire lesbesoins en béton des trois ouvrages dereconnaissance côté français du tunnel debase.Afin de produire environ 290 000 tonnes degranulats pour ces trois ouvrages, il convien-dra d'en fabriquer plus de 370 000 tonnes,avec des excédents dans certaines classesgranulométriques. Des calculs (non présentésdans cet article) nous ont permis de retenircomme coefficient d'utilisation des déblais0.6 dans les micaschistes et jusqu'à 0.75 dansles quartzites. Ce coefficient se traduit par 0.6ou 0.75 tonnes de granulats utiles fabriqués àpartir d'une tonne de déblais traités. Ainsi,les granulats nécessaires seront fabriqués à

partir de 550 à 600 000 tonnes de déblais.La STM a commencé à produire des granu-lats sur le site de la descenderie de Modaneen octobre 2002. Fin février 2003 environ30 000 tonnes ont été produites.

CONCLUSIONSII ressort de ces études que la valorisationdes déblais peut être mise en œuvre dans lecadre de la réalisation d'un grand tunnel tellequ'elle se fait actuellement au tunnel duLoetchberg et pourrait aussi être mise enœuvre lors de la réalisation du tunnel de baseet du tunnel de Bussoleno.Afin de valider par un essai en grandeurnature les conclusions des études résumées

dans le présent article, il a été décidé demettre en œuvre la transformation desdéblais en granulats pour bétons dès laphase de reconnaissance.L'unité de traitement des matériaux installéesur le site de la descenderie de Modane/Villarodin-Bourget permettra ainsi de tirer lemaximum de renseignements utiles pourconcevoir les installations de traitement desdéblais nécessaires pour les chantiers du tun-nel de base et du tunnel de Bussoleno. Ellepermettra en outre de tester les déblais issusdes autres descenderies et de fabriquer l'en-semble (environ 300 000 tonnes) des granu-lats nécessaires pour les bétons des troisouvrages de reconnaissance français du tun-nel de base.

Nous tenons à remercier E.D.F. - groupe d'exploitation hydraulique vallée de la Maurienne - pour sa collaboration et l'autorisation d'accès àses ouvrages. En particulier, la campagne de prélèvement de bétons anciens a été rendue possible grâce à !a participation active des grou-pements de centrales de Villarodin et de Super»BissQrte,

X. DAftHiNORAlL»J.H.WATELET, F. GILLI, S. KOUNIALI, H, BAROUOI -Tunnel (Je base Maurienne-Ambîn de la nouvelle Itaisoft fer-roviaire Lyon-Turin : gestion des déblais, vaforiation et protection de t'enironnement - AfTES : journées d'études mternotwnofes de Pans - 25 au 28octobre 1999.J. PRALON6,CTHALMANN,J. BURDIN - Fachtatung fur urrtertagbau - THUN 13 juin 2002. Laetdiberg bass tunnel. Auseruàimaterial bewirt-

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

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ans le cadre de la politique d'aménagement des transports de la régionzurichoise» de nombreux chantiers ont vu le jour autour de Zurichdepuis six ans, Ces projets concernent aussi bien le développement

des voies d'accès ferroviaires, accompagnant le percement des tunnels de basealpins (Saint Gothardj Lôtschberg), que le contournement routier de la villede Zurich,La situation géographique de Zirkh, du fait du relief difficile et dumanque d'espace disponible» impose la construction d'ouvrages d'art etle percement de tunnels. Les conditions géologiques complexes et cer-tains «aces en zone urbaine nécessitent une importante surveillancegéotechnique.Au cours de deux visités effectuées par le CETU, en mars 2001 etoctobre 2002, Solexperts a présenté les différentes techniques mises enœuvre dans le cadré de la surveillance géotechnîque de deux ouvragessouterrains : l'un en milieu urbain (tunnel du Zimmerberg) et l'autre enzone géologiquentent complexe (tunnel de Uetliberg),Le présent texte a pour objet de décrire la visite effectuée sur la tête detunnel de Wannenboden, pour l'entrée Nord du tunnel de UetlJberg.

Projet de contournement ouest de Zurich etprojets de liaisons ferroviaires

Frankfurt/Hamburg/Rotterdam

Paris

Roma

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

Tunnel bi-tube de 4,4 km de longueur assurant le coatouraetneot ouest de Zurich» en itUftfttà l'est le contouraement du BirmensdorfN20 et à fouest l'autoroute A3.

Le tunnel recoupe deux collines, Uediberg et Ettenbctg» avec un récowweitteni j320 m. Les terrains traversés sont des dépôts morainiques («mil» meubfes) aux «tré»itl%et des molasses (alternance de marnes et calcaires) au centre.

UETUBERG

ETTENBERG

PortoktcriionWannenboden

Kj> © »• >@<+300 m 0 M. 25.0 bit

®

© Lotta-gcsIeinsIrcrJie Gjuch - 210.00m© Molaiseslrecko Bchholr - 500.00m(D Udcergcsiaratntdta Diobh - 240.00 m(f) Motessestredcc Ueilibotg - 2800.00 m@ lockcrgcstomslrecke Juchegg — 410.00m

SarxfctemWm MctgolCZJ Lchm Ustamm

Coupe géologique du tunnel de Uettiberg

Le percement est effectué en deux tunnels consécutifi.Trois techniques différentes de creusement sont misesen œuvre en fonction de It géologie rencontrée :- Terrains meubles t les terrains meubles sont creusésen section divisée. La section est découpée en pltuieutssections séparées par des cintres métalliques HEM180, et est recouverte de 25 cm de béton projeté av«cfibres. Les conditions géoteconiques ont nécessité letraitement des terrains» en particulières delà réalisa-tion des têtes.- Molasses de Eichholz t attaque à l'explosif avecdécoupage en section divisée. Lé creusement é« 1er*rains meubles de Gjuch e» proloogé par cela! desmolasses <f Ekhhok Jusqu'à la. vattife clé Êçppîscfc,

- Molasses de Uetliberg » réalisation d'un ttuiael pilote 4e S M àediamètre par un tunaelîer suivi d*M allscw <Î8 timael «liîstat i»technique "undermttittf* L*«léiçili per«« d'aganéit? i« Iundiamètrede 14,4m,LGtuanelestexlcist:é i partir *J«r«lét4eîtvallée de Reppisch pour le tube dais le écsecadtat » fi depttî* htête de Ginziloo pour le tube dans le mwtajït»

Section de creusementdans les terrains meubles

Tunnelier pour le creusementdes molasses

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

Les conditions techniques rencontrées dans les terrains meubles de latête de Wanneabodeii ont nécessité un passage de l'excavation de h cran-

d'accès en avant de la tête. Celle-d atteint une profondeur maximumde î 5 ai. LVnserable est surplombé par tin talus.

î« Excitation d'uae tranchée d'environ 15 m de profondeur dans l'axe dutunnel. Là tenue des est latéralement par une paroi berli-noise» puis par des pieux sécants âa niveau du front d'attaque. Le talus sur-ttjoittant la tête est soutenu pur despieœt sécants. En outre, une partie desterrains, entre les entrées de chaque tube n'est pas excavée. L'ensemble desparois est repris avec des tuants d'ancrage.2» Percement de chaque tube.à. Excavation anale de la tranchée entre les entrées des deux tubes.

Vue de la tête de Wannenboden

Tube Cbw Excavation de la tranchée

P«3tif s*3$sttfw <fc li stabilité des terrains, un programme combinant des mesures manuelles et automatiques a étémk « «wwe (tableau d-dswoas).

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 176 MARS/AVRIL 2OO3

Une cinquantaine de mires, réparties sur les parois de la tran-chée et sur le soutènement du talus, permettent à l'aide d'untachymètre automatisé de suivre en continu les mouvementsdes parois. Ces mesures sont associées, sur une même centraled'acquisition de données, à des mesures de charge pour tirants.La sécurité du chantier est assurée par le déclenchementd'alarmes en cas de dépassement des valeurs seuils de déforma-tion ou de contrainte.

•Mesures de trivec et Micromètres f Cellules de chargei forage dans le talus [ , sur tirants d'ancrage

Mesures inclinométriques dansles parois et le mur

Centra de contrôle des mesuressur site

transfert des donréosModem ' contrôle à distance

SGCawœ PC mec le logicielWatchDog GeoMonifoc

Schéma de principe de l'acquisition de données

Implantation des foragesde surveillance dans le taluset les parois de la tranchée

Pour compléter cette surveillance automatique, des mesures manuelles sont effectuées pour s'assurer de la stabilité du talus et des paroistranchée. Quatre forages verncaux dans le talus, équipés d'un tube TRIVEC, et un forage horizontal dans l'axe du tunnel i o c anaesuœsmclmometn^

^metnquesverncauxplacesdanslesparo.berlmoisesetdanslespieuxsécantspermettentdesuivrelastabiï^

Pour permettre uneP"faite gestion du chantier, les mesures effectuées automatiquement par le système Solexperts-GeoMmesures --uelles sont mtégrées sur une même base de données. Cette base de donnée est gérée par le logiciel Lv^^de fenêtres permet d avoir une vue d'ensemble du projet et d'accéder simplement à chaque mesure. Les responsables du projet et 1teur de travaux ont amsi a disposition l'ensemble des informations relatives aux mesures géotechniques, rapidement et simplement

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

Fenêtres Davis :PortalstattonWannenboden

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T104 T114XYZ XYZVue d'ens&rnbh du chantier

O m******!*™***Implantation des mesures manuelles

ULTATS DES MESURES ...et mesures de m/cromètre c/e forage.

coordinateur chantier a permis d'atteindre les objectifs de sécurité et de

Les mesures automatiques par tachymètre ont indiqué un déplacement de 2 à 5 mm des parois latérales de la tranchée et un basculement del'ordre de 10 MB du imur de soutènement du talus. Ces mesures automatiques sont confirmées par les mesures manuelles effectuées par lesînclinomètres dans les parois berlinoises et dans les pieux sécants, ainsi que par les mesures au micromètre de forage dans le talus. Le perce-ment des tubes a engendré un tassement de l'ordre de ! 5 mm dans le talus, mesuré avec le TRIVEC. L'ensemble des déformations est infé-rieur aux valeurs de seuil. Toutefois, la phase critique pour la stabilité du talus se situe lors de l'excavation finale de la tranchée. Le retrait dusoutien centrai du talus, prévu pour la fin du printemps 2003, pourrait provoquer un glissement de terrain. L'excavation sera alors effectuéeen fonction des déformations mesurées afin de ne pas dépasser les valeurs critiques.La. préparation concertée du programme d'auscultation avec leconduit*? du chantier. La combinaison de mesures manuelleset automatiques, ainsi que h gestion des mesures sur unelïièoie de données accessible simplement et rapidementpar les responsables du profet et le conducteur de chantier,assurent u»e utilisation efficace de la surveillance géotech-ttk|ii« pour la conduite du chantier.Ce principe de gestion des mesures manuelles et automa-tiques sur un même logiciel de visualisation a été développédans le cadre du. projet de Zimmerberg. Le percement de cetuitael dans des temitts meubles en milieu urbain, a néces-sité une gestion efficace des risques. La conduite du chantierse faisait donc en fonaîon des informations obtenues par lasurveillance géotedinique. La gestion des données s'effec-tuait via ioternet grâce âU logiciel Web-Davis. L'ensembledes mesures réalisées manuellement (înclinomètre, micro-Doètre de forage, avancement du tunnelier) et automatique-ment par GeoMonîtor étaient transmises sur un serveur. Lesdifférents partenaires avaient ainsi accès via internet à l'en-semble des données. Le grand public avait par ailleurs accès àune partie des informations.

Principe de gestion des données pourle projet de tunnel du Zimmerberg

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fous publions ci-après, dans l'ordre chronologique, les interventions des orateurs de la session d'ouverture du 21 octobre 2002 desI Journées Internationales de l'AFTES.

de il. de •En ouverture de ces Journées Internationales, permettez-moi,chers collègues et amis, de vous souhaiter la bienvenue dans ceCentre de Congrès Diagora.Je souhaite vous remercier pour votre présence à cette heure mati-nale et remercier aussi en notre nom toutes les personnalités quiont bien voulu être à mes côtés pour cette séance inaugurale :• M. Philippe REDOULEZ, Adjoint au Directeur des Routes, quireprésente le Ministre de l'Equipement, des Transports, duLogement, du Tourisme et de la Mer.• M. Laurent CUZACQ, représentant le Maire de Toulouse, dontles Services nous ont facilité l'organisation de ces Journées.• M. Alfred HAACK, Past-Président de l'AITES, l'OrganisationInternationale des Travaux en Souterrain à laquelle l'AFTES est affi-liée. Je signale de plus que M. André ASSIS, actuel Président del'AITES, nous rejoindra mercredi matin.• M. Pascal GODON, Directeur Général de la SMAT, Maîtred'Ouvrage du Métro de Toulouse, objet de communications et devisites pendant notre congrès.• et enfin M. Manuel SERRANO, Président de l'AETOS, notre asso-ciation-sœur espagnole avec qui nous avons organisé cette mani-festation.Je voudrais en effet insister tout particulièrement sur le caractèretrès international de nos Journées que nous avons pour la pre-mière fois organisées en collaboration très étroite avec une asso-ciation voisine. Je vous rappelle également que nous avons coor-donné cette manifestation avec le Comité Technique n° 28 de laSociété Internationale de Mécanique des Sols et de laGéotechnique qui tiendra à partir de mercredi sa 3e ConférenceInternationale, cette journée de mercredi étant commune à nosJournées AFTES/AETOS et au TC28.

Pour ces Journées 2002, pourquoi Toulouse ?Tout d'abord, Toulouse est une des rares villes de France où deschantiers souterrains sont en activité. En effet, la chute importantedu volume d'activité des travaux souterrains dans l'hexagonedepuis plusieurs années est de plus en plus visible.

Les ouvrages de la Ligne Nouvelle à Grande VitesseMéditerrannée entre Valence, Marseille et Nimes sont terminés

depuis 1999, ceux du métro de Rennes depuis 2000, ceux dumétro automatique de Paris sont maintenant terminés sur la gareSt Lazare, seul le chantier Sud sur la Porte d'Italie reste en activité ;je n'insiste pas.A Toulouse, nous avons par contre les chantiers de la 2e ligne duMétro qui sont très actifs, et, selon les sections, à des stades trèsdivers d'avancement.La proximité des Pyrénées nous offrait aussi l'opportunité de res-serrer nos liens avec l'AETOS et de concrétiser une coopérationeuropéenne qui me semble très prometteuse pour mieux asseoirnos actions associatives et notre production technique.Enfin la Région Midi-Pyrénées et les deux Régions voisinesAquitaine et Languedoc Roussillon offrent des opportunités deréflexion sur des projets nouveaux d'infrastructures ferroviaires etroutières au travers des Pyrénées, depuis l'Atlantique jusqu'à laMéditerrannée.La table ronde qui se tiendra demain en fin d'après-midi réunira dehautes personnalités politiques, ainsi que du monde des trans-ports routiers et ferroviaires, afin de débattre devant nous de cesgrands enjeux d'aménagement au plan interrégional et européen.

Un mot enfin des thèmes que nous avons retenuspour ce congrès.Lors de notre dernière rencontre à Paris en 1999, votre intérêts'était manifesté pour une réflexion sur la maintenance et la remiseà niveau des tunnels anciens liées à l'évolution des besoins desinfrastructures de transport et d'assainissement en termes de fonc-tionnalités, de performances et de sécurité.Les accidents intervenus dans les tunnels routiers du Mont-Blanc etdu Gothard, pour ne citer qu'eux, n'ont fait que renforcer cesréflexions sur les conditions d'exploitation et de sécurité des tun-nels en service, routiers et ferroviaires.C'est ainsi que nous avons consacré le thème B, et partiellement lethème A, à ces problèmes d'adaptation des ouvrages anciens. Lethème C sera quant à lui consacré aux projets nouveaux sur l'éla-boration des programmes, la mise en œuvre technique financièreet contractuelle des projets et la maîtrise des risques.Un des objectifs principaux de l'AFTES qui réunit tous les profes-sionnels partenaires de ces projets (Maîtres d'ouvrage. Maîtres

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d'œuvre. Entreprises, Laboratoires, etc...) est précisément d'amé-liorer la fiabilité technique et économique des projets souterrains.

Un second objectif aussi important est d'améliorer l'image des tun-nels, en terme de sécurité, vis-à-vis de l'opinion publique.

Contrairement aux idées reçues, la sécurité en souterrain est supé-rieure dans bien des cas, à celle observée à l'air libre. Par contre,les accidents, s'ils sont rares, sont souvent plus graves et plus spec-taculaires.Non seulement les ouvrages souterrains sont sûrs s'ils sont bienconçus, mais ils peuvent de plus être mieux utilisés pour l'aména-gement du sous-sol et la sécurité industrielle.Comment ne pas évoquer, ici à Toulouse, l'accident dramatique deseptembre 2001.Le développement urbain, la valorisation des espaces disponiblesen périphérie des agglomérations font que l'urbanisation et l'acti-vité industrielle cohabitent, y compris lorsque cette proximité estsource de risques.Tous les aménageurs ont compris qu'il était possible de. valoriser lesous-sol en y implantant les ouvrages d'infrastructure (voies rou-tières urbaines, métros, assainissement, réseaux divers, parkings)ouvrages peu valorisants pour l'aménagement de la surface habitée.

On oublie trop souvent que certaines activités industrielles, ou par-ties à risque de ces activités, pourraient trouver dans des aména-gements souterrains une amélioration considérable de leur facteurde sécurité vis-à-vis des équipements urbains voisins. Des aména-gements en sous-sol d'activités sensibles protègent celles-ci desagressions extérieures, comme ils protègent l'extérieur desrisques inhérents à ces activités.Je vois là un domaine de réflexion pour l'avenir, réflexion pourlaquelle l'AFTES et l'Association Espace Souterrain qui nous esttrès proche, sont prêtes à s'investir.Mais ceci n'est pas le thème de notre actuel congrès. Nous verronssi cela peut être un des sujets à retenir pour 2005. Nous avonsencore le temps de recueillir vos suggestions et celles des pou-voirs publics pour arrêter nos choix.Pour terminer, je voudrais renouveler mes remerciements à tousles congressistes et exposants qui se sont joints à nous pour cestrois journées ; je remercie en particulier ceux qui viennent dudehors de nos frontières et tout particulièrement l'importantedélégation espagnole. Je remercie les personnalités qui préside-ront les séances de travail et la table ronde ainsi que l'ensemble duComité d'Organisation qui a beaucoup œuvré depuis deux ans etdemi pour préparer ce congrès. Je vous souhaite une excellentesemaine parmi nous à Toulouse. Je passe la parole à M. ManuelSERRANO, Président de l'AETOS.

Merci, cher Monsieur Pronost, de ces quelques mots.Je voudrais tout d'abord saluer les représentants du Ministère desTravaux Publics, de la Mairie de Toulouse, M. Haack, ancienPrésident de l'ITA, M. Pronost, Président de l'AFTES, et vous sou-haiter à tous la bienvenue à ces Journées d'études internationalesqui vont se dérouler aujourd'hui, demain et après-demain.Mercredi, elles coïncideront notamment, comme vous le savez,avec d'autres Journées du Groupe de Travail TC28 de la SociétéInternationale de mécanique des sols.Notre association, AETOS (Association Espagnole des Tunnels etOuvrages Souterrains), a été invitée par l'Association Française desTunnels à organiser avec elle ces Journées, ce dont nous la remer-cions publiquement ici, parce que nous considérons, comme cela atoujours été le cas, que la collaboration entre Associations sœursest très utile pour tous les membres des deux associations, et peuts'avérer intéressante en vue d'autres Journées futures entre desSociétés ou Associations intégrées dans l'ITA (InternationalTunnelling Association).En Espagne, nous sommes en train de traverser une étape quenous pourrions qualifier de "douce" en ce qui concerne laconstruction de tunnels, notamment ferroviaires et de métro. En cequi concerne les tunnels de métro, on est en train d'en construire àMadrid, à Barcelone, à Séville et à Valence. Dans le métro deMadrid, concrètement, 90 km de tunnels, avec les stations corres-pondantes, ont été réalisés entre 1995 et 2002, soit en 7 ans, à descoûts et des délais réellement dignes de le faire remarquer et quiont représenté un record mondial dans ce genre de travaux.

Muchas gracias Mr. Pronost por sus palabras:Yo querria antes de nada saludar a los représentantes delMinisterio de Travaux Publics, del Ayuntamiento de Toulouse, aMr. Haack antiguo Présidente de la ITA, a Mr. Pronost Présidentede la APTES y a todos vosotros daros la bienvenida a estasJornadas de estudios internacionales que se van a célébrâtdurante los dîas de boy, manana y pasado. Concretamente el miér-coles coincidirân, como sabéis, con otras Jornadas del Grupo deTrabajo TC28 de la Sociedad International de Mecânica de Sue/os.Nuestra Asociaciôn, AETOS (Asociaciôn Espanola de Tûneles yObras Subterrâneas) ha sido invitada por la Asociaciôn Francesade Tûneles a celebrar estas Jornadas conjuntamente, lo cual agra-decemos pûblicamente desde aquî, porque considérâmes y as!siempre lo hemos creldo, que la colaboradôn entre Asodadoneshermanas es de gran utilidad para todos los componentes deambas sodedades, a la vez que puede resultar muy interesante decara a otras Jornadas que puedan realizarse en el future entreSodedades o Asodadones integradas dentro de la ITA(International Tunnelling Association).

En Espana, en estas momentos estâmes pasando por una etapaque podrîamos denom/nar como "du/ce" en relation a la construc-cion de tûneles, espedalmente ferroviarios y de métro. En tûnelesde métro se estân construyendo los tûneles de Madrid, Barcelona,Bilbao, Sevilla y Valencia. Concretamente en el Métro de Madriddesde el ano 1995 al 2002, en 7 anos, se han realizado 90 km detune/ con sus correspond/entes estacibnes, con unos costesy unosp/azos rea/mente di'gnos de resa/tar y que han representado unrecord mundial en este tipo de obras.

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II y a par ailleurs les tunnels ferroviaires, notamment ceux qui sontintégrés dans le réseau à grande vitesse. En effet, pour des impéra-tifs de notre entrée dans l'Union Européenne, nous avons été obli-gés de développer un ample réseau ferroviaire qui relie l'Espagneet la France, d'un côté, et le Portugal, de l'autre.L'orographie accidentée de l'Espagne et les contraintes d'ordreenvironnemental obligent le réseau ferroviaire espagnol à disposerd'un grand nombre de tunnels. Concrètement, nous venons decommencer la construction d'un double tunnel de 28 km, sur laligne qui reliera Madrid et Valladolid.D'autre part, il ne faut pas oublier non plus des ouvrages spéciauxcomme le Tunnel du Somport, tunnel routier franco-espagnol de8,6 km, qui sera inauguré le 17 janvier prochain, et celui de Viella,routier lui aussi, de 5 km de long, qui traverse les Pyrénées.Dans les villes, Madrid et Barcelone sont également en train deconstruire d'importants tunnels de plus de 2000 m. Ceci indiqueque l'Espagne se trouve à un moment très intéressant en ce quiconcerne la conception et la construction d'ouvrages souterrainset ces expériences sont celles que nous voulons faire partageraux plus de 500 participants du Congrès, qui représentant plusde 15 pays.J'aimerais également vous commenter le sujet du Congrès : lessouterrains, des ouvrages qui vivent, que nous considérons réelle-ment suggestif et très opportun en ce moment. Comme nous lesavons, des raisons de sécurité obligent actuellement lesAdministrations de tous les pays à adapter, à conditionner leurs ins-tallations de sécurité, afin de les associer à un maximum de sécu-rité. La société réclame en ce moment plus de sécurité, plus deconfort, plus de vitesse et cela requiert une tâche importante deremaniement des tunnels existants, dont beaucoup sont trèsanciens. L'activité que nous aurons à mener, en tant que tunne-listes, dans les prochaines années, est aussi importante en matièrede conservation, maintenance et adaptation qu'elle l'est en nou-veaux ouvrages.Enfin, avant de terminer, parce que veux être très bref, je tiens àféliciter mes collègues de l'Association Française des Tunnelspour le choix de Toulouse comme siège du Congrès, qui, commenous le savons tous, est une grande ville, une ville historique etculturelle d'une grande importance et que nous aimons particu-lièrement, nous les Espagnols, en raison de son air méditerra-néen. Il suffit à n'importe quel espagnol de se promener dans sesrues pour qu'il puisse s'y sentir comme chez lui. C'est une villehospitalière, comme elle l'a prouvé maintes fois au cours de l'his-toire, accueillant en diverses occasions des espagnols qui, pourdes raisons politiques, durent se réfugier dans cette grande villequ'est Toulouse.Et je termine en félicitant les organisateurs, en souhaitant que cesJournées soient d'un grand profit pour vous tous. Merci beaucoup.

Por otro lado estân los tûne/es ferrov/arios, especia/mente /os queestân integrados en la red de a/ta ve/oc/dad que, por /mperativosde nuestra entrada en la Union Europea, nos ha obligado a desar-ro//ar una amp//a red ferroviaria que una Espana con Franc/a por unlado y con Portugal por el otro.La accidentada orografia espanola y condicionantes de tipomedioambiental, hacen que la red ferroviaria espanola dispongade una gran cantidad de tûne/es en su recom'do. Concretamente,en estos momentos, se acaba de iniciar un doble tune/ de 28 km,que unira Madrid con Valladolid.Por otro lado, no debemos olvidar tampoco obras especialescomo el Tune/ de Somport, tune/ carretero franco-espano/ de8,6 km de longitud, que se inaugurarâ el prôximo 17 de enero y eltune/ de Vïe//a, tune/ as/m/smo carretero, transpirenâico de 5 Km.de longitud.Dentro de las ciudades, Madrid y Barcelona también estânconstruyendo o acafaan de construir tûne/es importantes con lon-gitudes de mas de 2000 m. Esto indica que Espana esta en unmomento muy interesante de cara al diseno y construcciôn deobra subterrânea y estas experiencias son las que queriamos com-partir con los mas de 500 participantes del Congreso, represen-tando a mas de 15 paises.Asimismo, queria comentar también el tema del Congreso: obrassubterrâneas: obras vivas, que realmente considérâmes sugerentey muy oportuno en este momento. Como sabemos, razones deseguridad estân obligando en este momento a lasAdministraciones de todos los paises a adaptar, a acondicionar susinstalaciones de seguridad con objeto de acoplarlas a la mayorseguridad posible. La sociedad impone en este momento mayorseguridad, mayor confort, mayor ve/oc/dad y esto requière unaimportante tarea de hatw/itacion de los tûne/es existantes, muchosde ellos de gran antiguedad. La mater/a en la cual los tunelerospodemos actuar en los prôximos anos es tan importante enconservaciôn, mantenimiento y adaptaciôn como pueda serlo enobra nueva.Finalmente, y antes de terminer porque quiero ser muy brève,quiero felicitar a mis companeros de la Asociaciôn Francesa deTûne/es la elecciôn de la sede del Congreso. Toulouse, comotodos sabemos es una gran dudad, una ciudad histôrica y culturalde énorme importancia y especia/mente querida por nosotros losespaholes por su aire mediterrâneo. No hay mas que pasear porsus calles para que cualquier espanol se pueda encontrar como ensu propia casa. Es una ciudad hospitalaria, como ha demostradomuchas veces a lo largo de la historia, acogiendo en distintas oca-siones a espanoles que por razones polîticas tuvieron que aco-gerse en esta gran ciudad que es Toulouse.Y termine felicitando a los organizadores, deseando que estasJornadas sean de gran provecho el congreso para todos vosotros.Muchas gracias.

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Journées Internationales de l'AFIES • ïoulouse - du 21 au 23 octobre 2002

——————————————————Merci beaucoup à Manuel Serrano ; la parole est maintenant à Alfred Haack, qui est past-Président de l'AITES.

de ———————C'est un grand honneur et un grand plaisir pour moi de participer àcette séance d'ouverture au titre de l'AITES (AssociationInternationale des Travaux en Souterrain), de son bureau exécutif etde ses 52 nations membres. Des événements comme ces JournéesInternationales à Toulouse sont très appréciés et témoignent de lavitalité de PAFTES, en liaison avec l'association espagnole (AETOS).Je voudrais féliciter ces deux associations pour leur initiative et pourle choix des thèmes des Journées : «Les souterrains : des ouvragesqui vivent». Les travaux souterrains, en particulier pour les ouvragesde transport ont acquis une importance accrue, à la fois en Europeet dans le monde durant les quinze dernières années. Ce dévelop-pement semble devoir continuer dans les prochaines années. C'estle résultat d'une étude récente par l'Automobile Club autrichien surle développement du trafic en personnes et en marchandises enEurope. Elle a montré que le trafic privé augmentera de 20% jus-qu'en 2010 en Europe et de 40% jusqu'en 2030. Les prévisions deplus de 100 scientifiques reconnus estiment que la circulation demarchandises augmentera d'environ 60% pendant les trente pro-chaines années.Cela veut dire que les autoroutes européennes atteindront la satura-tion. D'autres enquêtes ne sont pas moins pessimistes ; l'OCDE, parexemple, admet qu'en 2020 il y aura eu une augmentation de 50%du nombre de véhicules sur les routes européennes. En consé-quence de cette évolution, on peut anticiper une activité importantedes travaux souterrains dans les quinze prochaines années.En ce qui concerne la construction des tunnels de circulation, onpeut prévoir environ 2.100 km en Europe (dont 150 en France et 300km dans la péninsule ibérique), en Asie 2.350 km, en Amérique du

Sud environ 650 km et à peu près autant en Amérique du Nord.L'Australie et l'Afrique prévoient aussi des tunnels, mais à un degrébien moindre.Je voudrais maintenant parler de notre hôte, la France. Sans aucundoute, depuis le début de l'AITES, la France a joué un rôle trèsimportant. Elle fait partie des vingt nations fondatrices de l'AITES eta hébergé pendant plus de 25 années son secrétariat. Noussommes très reconnaissants pour cette énorme contribution. Cesjours-ci, le secrétariat de l'AITES s'est déplacé de Lyon à Lausanne, àcause d'une très bonne proposition de la Suisse. Cela ne veut pasdire que la France n'est pas toujours nécessaire à l'AITES. Elle lereste, pas seulement parce qu'il y a deux langues officielles dansl'association internationale, dont le français, pas seulement à causedes pays de langue française (Belgique, Suisse, Canada) et ceuxdont la langue française est la première langue étrangère (Maroc,Algérie, Tunisie). L'AITES veut prendre avantage de la culture fran-çaise. Sa valeur a de nouveau été mise en évidence, ces derniersjours, au sommet de la francophonie à Beyrouth au Liban. Pourl'AITES, il est important que diverses cultures, comme la culture fran-çaise, l'anglo-saxonne, la germanique, l'asiatique et les autrescontribuent à son existence. C'est pourquoi j'appelle la France, etsurtout les entreprises françaises à jouer un rôle plus actif dansl'AITES et surtout dans les groupes de travail. Cela n'est pas seule-ment utile à l'AITES, mais aussi aux entreprises françaises ; cela per-mettra de mieux faire connaître le génie civil français dans le monde.Je vous souhaite un grand succès pour vos Journées, des discus-sions fructueuses et des jours inoubliables dans cette merveilleuseville de Toulouse.

————————————————————————————————————————————————————IMerci beaucoup, Monsieur Alfred Haack, pour vos paroles sympathiques ; j'ai maintenant le plaisir de passer la parole à Philippe Redouiez,qui est Directeur Adjoint des Routes au Ministère et qui représente le Ministre de l'Equipement, des Transports, du Logement, du Touris-me et de la Mer.

Vous êtes vraiment très nombreux, de toutes les nationalités,aujourd'hui à Toulouse et vous illustrez ainsi concrètement le carac-tère international de ces Journées, en particulier avec cette impor-tante délégation espagnole que remarquait tout à l'heure lePrésident Pronost.

C'est un honneur pour moi de participer à l'ouverture de cesJournées d'Etudes Internationales de l'AFTES à Toulouse ; je medois tout d'abord d'excuser l'absence de Monsieur le Ministre del'Equipement, des Transports et du Logement, que vous aviezconvié à ces Journées ; ses contraintes d'emploi du temps ne luiont pas permis de se joindre à nous, aussi m'a-t-il demandé de lereprésenter. J'en profite aussi pour excuser au passage PatrickGandil, Directeur des Routes, qui est actuellement retenu horsd'Europe pour des raisons professionnelles. J'avoue que c'est

pour moi une occasion de me replonger avec plaisir dans ledomaine des travaux en souterrain, même si je n'ai en la matièrequ'une expérience relativement modeste ; j'étais DirecteurDépartemental de l'Equipement alors que les travaux du tunnel deMontjeyzieu avaient démarré depuis six mois ; ce tunnel est com-posé de deux tubes de 600 mètres de longueur sur l'autorouteA75 en Lozère ; il a été réalisé par l'entreprise Fougerolle-Ballot etachevé fin 1995.

Cette expérience en matière de travaux en souterrain, trèsmodeste comme je vous l'ai dit, m'a permis d'apprécier la qualitédu programme de vos Journées et bien que n'ayant pris monposte à la Direction des Routes que depuis un mois et demi, j'airapidement été amené à constater que les tunnels sont au cœurde l'actualité dans notre domaine d'activité. Tous les jours j'en

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entends parler et le dossier que je lisais dans l'avion était consacréau tunnel du Mont Blanc.Qu'il s'agisse de projets d'infrastructures, de tunnels en cours deconstruction, d'ouverture de tunnels à la circulation publique, decondition de circulation dans les tunnels en service, de travaux deréhabilitation, de rédaction des décrets d'application de la loi du3 janvier 2002 sur la sécurité des infrastructures, de textes régle-mentaires européens, de tunnels sous maîtrise d'ouvrage d'Etatou de collectivités locales, de tunnels français ou de tunnels bi-nationaux, il ne se passe pas un seul jour où je n'entends pas par-ler de tunnels.Depuis le dramatique incendie dans le tunnel sous le Mont Blanc,un diagnostic a été établi pour les 39 tunnels routiers de plus d'unkilomètre de longueur, 32 appartenant à l'Etat et 7 à des collectivi-tés locales. Ce diagnostic a été lancé sous l'égide d'un comitéd'évaluation mis en place au niveau national et constitué d'expertsd'administrations et d'organismes extérieurs. Ce comité a formuléen juillet 99 un ensemble de recommandations. Là où cela s'estavéré nécessaire, des mesures provisoires d'exploitation (interdic-tion aux marchandises dangereuses, aux PL, régulation du trafic,etc.) ont été prises pour assurer la sécurité dans l'attente des amé-nagements recommandés. C'est le cas par exemple pour le tunneldu Chat, où l'interdiction aux PL de plus de 7,5 t. est effectivedepuis mars 2000, ainsi que pour le tunnel de Sainte Marie auxMines entre les Vosges et l'Alsace. C'est le cas aussi au tunnel duLioran où le système de circulation alterné des PL a été renforcé.Aujourd'hui, dans la grande majorité des tunnels, des études oudes travaux sont en cours pour procéder aux aménagementsrecommandés, voire pour construire un tunnel neuf, comme c'estle cas pour le Lioran. Comme vous le savez, ces travaux souterrainsnécessitent des études complexes et par conséquent le démar-rage et surtout l'achèvement de certains de ces travaux ne seraeffectif que dans quelques années.Parallèlement à la mise en œuvre des premières mesures d'ur-gence, de manière générale pour l'ensemble des tunnels, la régle-mentation applicable a été revue et a fait l'objet d'une circulaireinterministérielle du 25 août 2000 que la plupart d'entre vousconnaissent. Cette circulaire qui est applicable pour le réseau rou-tier national concédé et non concédé, préfigure le décret d'appli-cation de la loi du 3 janvier 2002. Ce décret d'application, qui n'estactuellement qu'un projet, étendra les dispositions de la circulaireaux collectivités territoriales maîtres d'ouvrage de tunnels routiers.La circulaire a institué un comité d'évaluation, qui est le même quecelui dont je parlais tout à l'heure. Les dispositions essentiellessont au nombre de cinq :Dans le cadre de la première, le comité doit, dans un délai de troisans, examiner tous les ouvrages, d'une longueur comprise entre300 et 1000 mètres, déjà ouverts à la circulation, complétant ainsile premier diagnostic effectué. Le comité s'est réuni près de vingtfois depuis novembre 2000 et a examiné les dossiers de sécuritérelatifs à une quarantaine d'ouvrages.La deuxième disposition est l'obligation de procéder à un exercicede sécurité annuel. Au moins une fois par an, le maître d'ouvrageest tenu d'organiser un exercice de sécurité destiné à tester lesconditions d'exploitation et leur mise en œuvre par son personnel.Après chaque exercice, un compte rendu est établi. Il rappelle lescirconstances et le déroulement de l'exercice ; il en tire les ensei-gnements et propose les éventuelles suites à donner. Depuis quele comité a commencé l'examen des tunnels en exploitation, il est

particulièrement attentif à ce que le dossier de sécurité, présentépar le maître d'ouvrage, comporte notamment la liste des exer-cices de sécurité effectués et l'analyse de leurs enseignements.La troisième de ces dispositions correspond à la mise en placed'un système de retour d'expérience. Celui ci est opérationneldepuis le 1 " janvier 2001. Les incidents ou accidents se produisantdans chaque tunnel doivent faire l'objet d'un rapport d'analysedes circonstances et des conséquences à en tirer. Ce rapport esttransmis au Préfet et au CETu ; au cours de i'année 2001, pour les93 tunnels sous notre dispositif, il a été recensé 80 pannes, acci-dents ou incendies ; en la matière, l'accumulation des connais-sances et des expériences, puis leur restitution à l'ensemble desacteurs, est un facteur de progrès fondamental.La quatrième des dispositions, c'est l'instauration d'une autorisa-tion préfectorale préalable à la mise en service de tout nouveautunnel sur le réseau routier national ; son ouverture à la circulationpublique est donc subordonnée à la fois à l'avis du comité d'éva-luation et à une décision préfectorale.Enfin, la cinquième disposition correspond au suivi d'exploitation,on pourrait presque dire à la vie de tous les tunnels. En effet, touteévolution importante des conditions d'exploitation d'ouvrages outous travaux de modification substantiels doivent faire l'objetd'une information préalable du préfet, qui pourra saisir, s'il l'estimenécessaire, le comité d'évaluation.En dehors de ces cinq dispositions, une série de mesures visant àagir sur le comportement des usagers est, soit à l'étude, soit déjà àl'état d'expérimentation. Il s'agit par exemple de la formation aucomportement en tunnel, avec notamment le respect des dis-tances entre véhicules et la conduite à tenir en cas d'incident oud'incendie survenant en tunnel. Cette formation pourrait être ins-crite au programme du permis de conduire et aux différents stagesexistants, y compris dans le domaine de la formation profession-nelle des chauffeurs routiers. Il s'agit, par exemple aussi, dans letunnel du Fréjus, d'une expérimentation de la perception par l'usa-ger de l'interdistance actuelle, par un contrôle automatique desvitesses et des distances entre véhicules, avec renvoi de l'informa-tion au conducteur par panneau à message variable. Il peut aussis'agir de l'amélioration de la signalisation des dispositifs de sécurité(postes d'appel d'urgence, extincteurs, abris, issues de secours,etc.) ou encore de la mise en place de dispositifs imposant dans letunnel l'arrêt d'urgence des véhicules en cas d'incendie.S'agissant des dispositifs innovants de lutte contre l'incendie aumoyen de pulvérisateurs ou de rideaux d'eau, ils font l'objetd'un examen à l'échelon international. Enfin pour ce qui con-cerne la réglementation technique des véhicules PL (parexemple capacité et tenue à la chaleur des réservoirs de carbu-rant, prohibition de certains matériaux notamment pour véhi-cules frigorifiques), la France a saisi la Commission Economiquepour l'Europe des Nations Unies de propositions visant à réduireles risques et les conséquences d'incendie. Ces propositionssont en cours d'examen.A coté des mesures indispensables d'équipement des tunnels etd'organisation des secours, le système de sécurité n'atteindra sapleine efficacité que si les conducteurs respectent effectivementles dispositions du code de la route, notamment les règles d'in-terdiction d'accès et les limitations de vitesse. Vous savez que,sous le tunnel du Mont Blanc, un nombre considérable d'infrac-tions a été relevé (en particulier des dépassements entre véhi-cules). Un renforcement à cet effet du code de la route est encours d'examen.

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Journées Internationales de l'AFÏES • Toulouse - du 21 au 23 octobre 2002

Donnons maintenant quelques chiffres sur la mise en œuvre de cesmesures qui a nécessité et continuera à nécessiter la mobilisationd'importants moyens budgétaires. Les moyens consacrés à la main-tenance des tunnels en service sur le réseau routier non concédéont été portés en 2002 à 13.200.000 €, en progression de 22 % parrapport à 2001 .Pour les travaux de mise en conformité des tunnels,26.580.000 € ont été prévus pour 2002, plus du double de ce quiétait prévu en 2000 et l'équivalent de ce qui était prévu pour 2001.Des travaux ont démarré en 2002 dans 13 nouveaux tunnels ; pourl'année 2003, les besoins sur le réseau non concédé sont estimés à28.578.000 € Sur le réseau concédé, c'est 19.000.000 € qui ont étédépensés en 2001 et 50.000.000 € en 2002, pour les opérations demise en conformité, en dehors du tunnel sous le Mont Blanc. Pour2003 c'est 90.000.000 € qui sont envisagés.En dehors de la maintenance des tunnels existants, il y a beaucoupde perspectives pour les travaux souterrains. Vont bientôt démar-rer les travaux du Bois du Peu à Besançon, de Schirmeck dans leBas-Rhin et du Lioran dans le Cantal où le tunnel actuel jouera lerôle de galerie de sécurité.Excusez-moi d'avoir parlé seulement des tunnels routiers ; il existebeaucoup d'autres tunnels : les grands collecteurs, les tunnels duCERN, les métros comme ceux de Toulouse qui nous accueillepour ces Journées ou les tunnels ferroviaires des traversées pyré-néennes qui feront l'objet d'une table ronde, ou encore ceux deRPF, dont les projets comportent plus de 50 km de tunnels dans les20 ans à venir. Ce seront des occasions pour les professionnels quevous êtes de montrer votre excellence et votre savoir-faire dans ledomaine des travaux souterrains.Cela m'amène tout naturellement à souligner l'importanced'une association comme l'AFTES et à féliciter son Président,Jean-Pierre Pronost et l'ensemble de ses membres pour la quan-tité et la qualité du travail accompli. Ce ne sont pas moins de 32groupes de travail qui ont fonctionné. Une quinzaine est encoreen pleine activité et d'autres seront créés ou relancés avec uneorientation plus dirigée vers l'entretien et l'utilisation desouvrages souterrains. Les 300 personnes qui participent à cesgroupes ont permis la publication de plus de 60 recommanda-tions qui ont reçu un accueil très favorable tant en France qu'à

l'étranger ; une vingtaine d'entr'elles sont diffusées en langueanglaise sur le site internet de l'AFTES et sont utilisées par lesentreprises françaises dans leurs travaux à l'étranger mais aussi parcertains martres d'ouvrage et maîtres d'oeuvre étrangers. Pour neciter que les recommandations importantes publiées depuis lesdernières journées d'octobre 1999, j'évoquerai celles concernantle choix des techniques d'excavation mécanisée, l'étanchéité et ledrainage des ouvrages souterrains, la conception et le dimension-nement du béton projeté, les revêtements des tunnels en bétonarmé et non armé, la conception et la protection parasismique desouvrages souterrains (élaborée en collaboration avec l'associationfrançaise du génie parasismique), la méthode convergence-confi-nement, les boues de forage pour les boucliers à pression deboue. Je n'en dirai pas plus sur ces sujets puisque l'activité duComité Technique et des groupes de travail fera l'objet d'une pré-sentation demain après-midi.Je me contenterai de souligner que le Ministère de l'Equipementparticipe à l'activité de l'AFTES depuis sa création, en particulierau travers du Centre d'Etudes des Tunnels (CETu), dont les expertsapportent une importante contribution à la plupart des groupes detravail. Je remercie aujourd'hui le CETu en la personne de sonDirecteur, Philippe Sardin.Le Ministère de l'Equipement a confié à l'AFTES la direction dedeux Projets Nationaux successifs : Tunnels 85-90 et Eupalinos2000 ; la synthèse de ce dernier Projet National sera présentée icimercredi après-midi.Enfin, l'AFTES, en tant qu'association nationale adhérente, assurela représentation de la France au sein de l'AssociationInternationale des Travaux en Souterrain (AITES-ITA) et je tiens àsouligner que cette action internationale continuera à être encou-ragée par le Ministère de l'Equipement, répondant ainsi à lademande du Past Président de l'AITES-ITA.Pour clore mon propos, je voudrais à nouveau insister sur l'intérêtque présente, pour la Direction des Routes, pour le Centred'Etudes des Tunnels et plus largement pour tout le Ministère del'Equipement, des Journées Internationales comme celles-ci ; jevoudrais également réaffirmer notre soutien à l'AFTES et à sesactions et remercier les organisateurs de ces Journées.

____________________________________________________IEn tant que Président de l'AFTES, je suis très sensible à vos propos, Monsieur le Représentant du Ministre. Vous avez détaillé avec beau-coup de précisions les activités de notre association et je n'en reparlerai pas puisque nous y reviendrons au cours de ce congrès. Je veuxaussi vous remercier pour la collaboration excellente qui existe entre l'activité de l'AFTES avec ses bénévoles et le CETu. On ne sait pas quiappuie l'autre, mais j'ai un peu l'impression que l'AFTES appuie autant le CETu que l'inverse. Ce qui est important, c'est que nous tra-vaillons en excellente intelligence et en excellente collaboration ; comme vous l'avez dit, nous avons maintenant une production derecommandations de plus en plus bilingue, qui permet d'avoir un rayonnement beaucoup plus important sur l'ensemble du monde.Je remercie encore le Past Président de l'AITES-ITA et le représentant du ministre de l'Equipement. Je crois qu'il était important de souli-gner cette collaboration entre les pouvoirs publics, l'AFTES et l'AITES-ITA.Je donne maintenant la parole au représentant du Maire de Toulouse.

de _ ~ _ _IC'est pour moi un grand plaisir et un immense honneur d'ouvrirces Journées Internationales des travaux en souterrain. MonsieurPhilippe Douste-Blazy, Député Maire de Toulouse, que je vousprie de bien vouloir excuser, m'a chargé de vous transmettre unmessage de bienvenue.

Je tiens, en premier lieu, à vous remercier, Monsieur le Présidentet votre association, pour avoir choisi notre belle ville rosé. Il y amaintenant plus d'un an, Toulouse a été meurtrie et je crois quetout le monde ici a suivi ce qui s'est passé. Aujourd'hui Toulousese relève et les travaux de la ligne B du Métro en sont un des sym-

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Journées Internationales de l'AFTES • ïoulouse • du 21 au 23 octobre 2002Iboles forts. Notre ville, avec en particulier ce chantier, vous offrira,j'en suis assuré, un accueil attractif pour vos réflexions. BernardMercier, de Systra, fera tout à l'heure un exposé et une présenta-tion complète de la ligne B.Bienvenue aussi à nos amis espagnols. Vous souligniez tout àl'heure, Monsieur le Président, la longue tradition d'accueil desespagnols ici à Toulouse ; pour la première fois un partenariat actifest instauré entre l'AFTES et l'association sœur espagnole l'AETOS.Il y aura aussi une journée commune avec le groupe internationalTC 28 ce mercredi. C'est avec ce genre d'initiatives que vos recom-mandations joueront un rôle important pour la recherche et ledéveloppement dans le domaine des travaux souterrains.Que de chemin parcouru depuis la réalisation au 6"™ siècle avantJésus-Christ dans l'île grecque de Samos du premier vrai tunnel del'architecte Eupalinos. Le tunnel sous la Manche en est un des

exemples les plus visibles. Je pourrais aussi citer la réalisationfranco-espagnole, qui a bénéficié de toute l'expérience acquisepar le personnel de préparation et d'exécution ; il faut aussi noterun résultat éloquent dans le fait que deux constructeurs ont ouvertconcrètement la filière française de fabrication des tunneliers.Aujourd'hui, lors de ces journées internationales, vos travaux por-teront non seulement sur la construction d'ouvrages nouveaux,mais aussi sur la maintenance et l'adaptation d'ouvrages anciens,sur l'évolution des trafics et surtout sur les nouvelles règles desécurité. Nous voyons combien l'actualité de ces dernières annéesa mis en exergue ces préoccupations.Pour terminer, je vous souhaite, au nom du Député Maire deToulouse, de fructueux travaux. Sachez que la ville de Toulouse ysera attentive. Je vous souhaite tout de même et surtout un trèsbon séjour à Toulouse.

Je vous remercie beaucoup pour ces mots d'accueil. Comme on l'a dit ce matin, le choix de Toulouse et de ses chantiers de Métro ont étéau cœur de la préparation de ce congrès international ; vous avez d'ailleurs, pour beaucoup d'entre vous, choisi de vous inscrire à desvisites au cours de cette semaine sur des chantiers. Nous avons prévu de vous faite maintenant une présentation de ces travaux et j'ai leplaisir de remercier Monsieur Pascal Godon qui est le Directeur Général de la SMAT, Maître d'Ouvrage du Métro de Toulouse, auquel jepasse maintenant la parole.

de _______Après la ville de Toulouse, je souhaite vous accueillir au nom del'agglomération toulousaine ; n'oublions pas que les travaux duMétro sont financés par et sont l'œuvre de l'agglomérationentière. Je vous accueille au nom du syndicat mixte des transportsen commun (le SMTC) et de deux sociétés filles : la SMAT, sociétédu métro de l'agglomération toulousaine, que je dirige et la SEM-VAT qui est l'exploitant. Je ne vous apprendrai pas à faire un tunnel ;des gens beaucoup plus compétents vous en parleront. Noussommes heureux de vous accueillir dans un chantier qui bat sonplein puisque trois tunneliers sont déjà en place, deux qui ont déjàtravaillé et le troisième qui démarre ces jours-ci ; un quatrièmeviendra au début de l'année prochaine et on a quinze kilomètres àfaire comme ça.Je veux simplement vous dire comment est organisé notre travail :un syndicat mixte rassemble 81 communes regroupées dans 3 syn-dicats dans l'agglomération et le département, qui à eux quatreapportent leur concours (y compris financier) à ce syndicat mixte (le

SMTC), qui dispose de deux bras armés, l'un la SMAT qui est char-gée de réaliser les ouvrages et l'autre la SEMVAT de les exploiterultérieurement. Les ouvrages dont je parie sont de trois types : lespremiers concernent le prolongement de la ligne de métro quiexiste depuis maintenant 9 ans (3 stations supplémentaires) ; lesdeuxièmes, la construction de la nouvelle ligne de 20 stations et15 km ; enfin, il est prévu des transports en site propre (en tramwayet en bus). Cela peut évoluer, car une fois que l'hypercentre estéquipé par un métro lourd, il paraît logique de s'intéresser à et dedévelopper une amélioration des transports dans la périphérie.Vous voyez que mon intervention aura été courte ; soyez les bien-venus dans cette agglomération où nous espérons vous montrerdes chantiers exemplaires. Rendez-vous à fin 2003 pour l'inaugura-tion de l'extension de la ligne A et en 2007 pour l'inauguration dela ligne B.Je passe la parole à Brigitte Reynaud, Directeur du Génie Civil dela SMAT.

de _____Je vais vous faire une brève présentation du réseau métro tel qu'ilexiste actuellement et des projets en cours.La ligne A existante du métro, inaugurée en 1993, va de BassoCambo jusqu'à Jolimont. Elle a connu un vif succès commercial etles travaux en cours actuellement consistent à la prolonger jusqu'àBalma Gramont, puis à créer la ligne B qui va dans un axe Nord-Sud de Borderouge jusqu'à Ramonville. On peut parler d'un véri-table métro de l'agglomération toulousaine puisqu'on arrive dansles communes de Balma et de Ramonville. L'intérêt du réseaumétro est de capter la clientèle qui vient en automobile des péri-phériques extérieurs et de lui offrir de vastes parkings d'échanges

aussi bien à Ramonville qu'à Balma Gramont, qu'à Basso Camboet qu'à Borderouge ; au total il y aura 6.000 places de parkingoffertes aux usagers du métro. Le réseau métro permettra de des-servir les plus grands centres administratifs de Toulouse, l'univer-sité Paul Sabatier, l'université du Mirail, le Conseil Général et leConseil Régional.Le budget de l'opération est de 200 millions d'Euros HT pour leprolongement de la ligne A et d'un milliard HT pour la ligne B,sommes comprenant le génie civil, le système VAL et diversescommandes. •

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 176 - MARS/AVRIL 2OO3 • • • • • « « « «

AFTESRECOMMANDATIONS RELATIVES A LA

VENTILATION DES OUVRAGES SOUTERRAINSEN COURS DE CONSTRUCTION

L'A.F.T.E.S. recueillera avec intérêt toute suggestion relative à ce texte.

Version 01 - approuvée par le Comité Technique.

Ont participé au travail du Groupe de Travail GT 27 "Ventilation des Tunnels en phase de Chantier" ,à l'élaboration et à la rédaction de la présente Recommandation et des 2 Annexes les personnes dont les noms figurent ci-après :

J.R BAUD (ARAS MBTP) - J.R BARRAL (TEC INGENIERIE) - Dr BOULAT (Médecin Conseil) - B. BROUSSE (CETU)R. FREANT (BORIE SAE) - D. GABAY (RATP) - J.R GUICHARD (CRAM Rhône Alpes) - P. HINGANT (SCETAUROUTE)

G. LECUYER (RAZEL) - M. LETOUBLON (OPPBTP) - A. MERCUSOT (CETU) - J.R MEYER (INRS) -M.C. MICHEL (OPPBTP) - D. PAYOT (SOTRABAS) - J. PHILIPPE* (SNCF)- J. RICARD (ALPETUNNEL / SNCF) -

M.O. SENCE (SEITHA) - D.VALLET (CRAM Rhône-Alpes) - J.S.VILLEGAS (VINCI Construction)

La Recommandation et les Annexes ont été relues par les personnes dont les noms figurent ci-après

A. GUILLAUME (SOCATOP) - G. PIQUEREAU (CAMPENONTP) - P. LONGCHAMP (BOUYGUES)G. COLOMBET (COYNE et BELLIER) - P. FAUVEL (SNCF)

"Jean PHILIPPE a largement contribué aux lancement et à la constitution du GT.

1. PRESENTATION DE LA RECOMMANDATION - - - - - - - -1.1. RAISON D'ETRE DE LA RECOMMANDATION - -1.2. DEMARCHE GENERALE DES PROJETS

DE VENTILATION - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1.2.1. LES3 PRINCIPES DE B A S E - - - - - - - - - - - - - - - - - -1.2.2. LES RÈGLEMENTS APPLICABLES - - - - - - - - - - - - -1.2.3. LA CONDUITE ASUIVRE- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

2. LES NUISANCES-- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -2.1. PROCEDURE D'IDENTIFICATION DES RISQUES2.2. REGLES DE PREVENTION - - - - - - - - - - - - - - - - - -2.3. ANALYSE DES RISQUES--------------------

2.3.1. LA QUALITE DE L'ATMOSPHERE - - - - - - - - - - - - -2.3.2. SECURITE ET SANTE AUX POSTES DE TRAVAIL- -

2.3.2.1. Les polluants-----------------------2.3.2.2. La ventilation de chantier - - - - - - - - - - - - -2.3.2.3. La qualité de l'air et le confort aux postes

de t rava i l - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -2.3.3. EVALUATION DES POLLUANTS - - - - - - - - - - - - - -

2.3.3.1. Les valeurs limites-------------------2.3.3.2. Les mélanges de substances-----------2.3.3.3. Les poussières - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -2.3.3.4. Les gaz - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -2.3.3.5. La chaleur- ------------------------2.3.3.6. L'Incendie - Fumées et gaz - - - - - - - - - - - -

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3. PROJET DE VENTILATION .......................3.1. LES REGLES MINIMALES-------------------

3.1.1. LE TRAITEMENT DES POLLUANTS------------3.1.2. LES BESOINS EN AIR NEUF - - - - - - - - - - - - - - - - -

3.2. CONCEPTS GENERAUX DE VENTILATION- ----3.2.1. VENTILATION SOUFFLANTE - - - - - - - - - - - - - - - -

3.2.1.1. Avantages de la ventilation soufflante ---3.2.1.2. Inconvénients de la ventilation soufflante -

3.2.2. VENTILATION ASPIRANTE - - - - - - - - - - - - - - - - - -3.2.2.1. Avantages de la ventilation aspirante ----3.2.2.2. Inconvénients de la ventilation aspirante -3.2.2.3. Conseils de mise en œuvre - - - - - - - - - - - -3.2.2.4. Cas particulier : aspiration par unegalerie pilote- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

3.2.3. VENTILATION PAR ECOULEMENT DE L'AIRDANS LE RESEAU DE GALERIES-------------3.2.3.1. Avantages de la ventilation parécoulement de l'air dans le réseau de galeries ---3.2.3.2. Inconvénients de la ventilation parécoulement de l'air dans le réseau de galeries ---

3.2.4. COMBINAISON DES DIFFERENTES SOLUTIONS3.2.5. VENTILATION POUR LESDUVRAGES PERCES - -3.2.6. UTILISATION DES GAINES DE VENTILATION

DEFINITIVES OU DE PUITS INTERMEDIAIRES - - -3.3. DONNEES D'ENTREE - HYPOTHESES DE CALCULS

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TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 176 -MARS/AVRIL 2OO3 »

Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

3.3.1. CARACTERISTIQUES PROPRES AUX OUVRAGESET AUX TERRAINS-- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

3.3.2. METHODES DE REALISATION DES TRAVAUX - - -3.3.3. MOYENS MIS EN OEUVRE-- - - - - - - - - - - - - - - - -3.3.4. DETERMINATION ET CARACTERISATION

DES SOURCES DE POLLUTION--------------3.3.5. DETERMINATION DES BESOINS EN AIR NEUF - -

3.3.5.1. Débit pour la dilution des gazd'échappement des engins à moteurs diesel (QDdt)3.3.5.2. Débit d'évacuation des poussièressoulevées et non localisées par le roulage (QEpr) -3.3.5.3. Débit de captage des poussières etdes gaz émis par les ateliers localisés (QCpa) ----

3.4. PRINCIPES DE VENTILATION RETENUS ETDISPOSITIONS GENERALES - - - - - - - - - - - - - - - -

3.4.1. TRAITEMENT DES POUSSIERES - - - - - - - - - - - - - -3.4.1.1. Attaque à l'explosif------------------3.4.1.2. Machines à attaque ponctuelle - - - - - - - - -3.4.1.3. Tunnelier--------------------------

3.4.2. DILUTION DES G A Z - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -3.4.3. RENOUVELLEMENT DE L'AIR / ARRIVÉE

D'AIR NEUF - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -3.4.4. FAISABILITE DE LA SOLUTION RETENUE-------3.4.5.SCHEMAS DE PRINCIPE- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

3.4.5.1. Exemple de ventilation soufflante-------3.4.5.2. Exemple de ventilation aspirante -------3.4.5.3. Exemple de ventilation soufflanteet aspirante------------------------------

4. MISE EN ŒUVRE-4.1. LE MATERIEL-- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

4.1.1. LES VENTILATEURS-- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -4.1.1.1. Généralités------------------------4.1.1.2. Ventilateurs axiaux - - - - - - - - - - - - - - - - - -4.1.Î.3. Venti/ateurscentrifuges - - - - - - - - - - - - - -4.1.1.4. Accélérateurs - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

4.1.2. LES CONDUITS- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -4.1.2.1. Conduits souples en matièressynthétiques - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -4.1.2.2. Types de conduits-- - - - - - - - - - - - - - - - - -

4.1.3. LES EQUIPEMENTS ANNEXES DE VENTILATION-4.1.3.1. Dispositifs de répartition--------------4.1.3.2. Dispositifs de protection--------------4.1.3.3. Dispositifs d'insonorisation - - - - - - - - - - - -4.t.3.4. Equipementsélectriques - - - - - - - - - - - - -

4.1.4. LES DISPOSITIFS DE CAPTAGE ET DETRAITEMENT DES POUSSIERES--------------4.1.4.1. Limitation de la production de poussières4.1.4.2. Captage à la source - - - - - - - - - - - - - - - - -4.1.4.3. Dispositifs de confinement - - - - - - - - - - - -4.1.4.4. Dépoussiéreurs---------------------

4.1.5. LE TRAITEMENT DES GAZ D'ECHAPPEMENT- - -4.1.5.1. Les moteurs à l'essence - - - - - - - - - - - - - -4.1.5.2. Les moteurs diesel - - - - - - - - - - - - - - - - - -4.1.5.3. Les différents carburants--------------4.1.5.4. Les dispositifs de traitement desgaz d'échappement - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

4.1.6. LE TRAITEMENT DE LA CHALEUR - - - - - - - - - - - -

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4.1.6.1. Traitement des sources de chaleur - - - - - -4.1.6.2. Refroidissement de l'air - - - - - - - - - - - - - -4.1.6.3. Réchauffement de l'air - - - - - - - - - - - - - - -

4.2. INSTALLATION ET M/SE EN ŒUVRE - - - - - - - - - -4.2.1. LES VENTILATEURS------------------------

4.2.1.1. A la tête du tunnel - - - - - - - - - - - - - - - - - -4.2.1.2. Dans la zone d'avancement - - - - - - - - - - -

4.2.2. LES CONDUITS DE VENTILATION - - - - - - - - - - - -4.2.2.1. Montage et suspension desconduits souples - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -4.2.2.2. Montage et suspension desconduits r ig ides----- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -4.2.2.3. Remp/acement des conduits- - - - - - - - - - -4.2.2.4. Passage dans tes équipements - - - - - - - - -4.2.2.5. Dans la zone d'avancement - - - - - - - - - - -

4.3. PROCEDURES ET CONSIGNES D'UTILISATIONDE LA VENTILATION - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

4.4. DISPOSITIFS DE PROTECTION DU PERSONNEL4.4.1. PROTECTIONS COLLECTIVES - - - - - - - - - - - - - - -4.4.2. PROTECTIONS INDIVIDUELLES - - - - - - - - - - - - - -

5. MAINTENANCE ET CONTROLES------------------5.1. GENERAL/TES----------------------------5.2. LA MAINTENANCE ET LES VERIFICATIONS ----

5.2.1. LA FORMATION ET L'INFORMATION----------DU PERSONNEL DE MAINTENANCE----------

5.2.2. LE REGISTRE DE MAINTENANCE-------------5.3. LESCONTROLES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

5.3.1. GENERALITES-- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -5.3.2. LES CONTROLES DE L'ENTREPRISE - - - - - - - - - - -

5.3.2.t. Contrôlesaérauliqueset électriques ----5.3.2.2. Contrôles d'atmosphère--------------5.3.2.3. Contrôles techniques - - - - - - - - - - - - - - - -

5.3.3. LE CONTROLE EXTERIEUR- - - - - - - - - - - - - - - - - -5.3.4. APPAREILS DE MESURE- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

5.3.4.1. Mesure de débit - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -5.3.4.2. Mesure de pression - - - - - - - - - - - - - - - - -5.3.4.3. Mesure de teneur de gaz - - - - - - - - - - - - -5.3.4.4. Mesure de poussières----------------

5.3.5. FREQUENCE DES CONTROLES - - - - - - - - - - - - - -

6. ORGANISATION - CADRE ADMINISTRATIF - - - - - - - - - -6.1. DEMARCHE GENERALE--------------------

6.1.1. NIVEAU D'INTERVENTION DES DIFFERENTSACTEURS-- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -6.1.1.1. Avant-projet et projet - - - - - - - - - - - - - - - -6.1.1.2.Réalisation - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

6.1.2. LES INTERVENANTS DANS LE PROJETDE VENTILATION-------------------------

6.2. LA CONSULTATION DES ENTREPRISES -------6.3. LE PROJET DE VENTILATION DE ŒNTREPRISE-

6.3.1. L'OFFRE TECHNIQUE----------------------6.3.2. LE COUT--- — - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -6.3.3. LA REALISATION----- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

7. TEXTES REGLEMENTAIRES7.1. REGLEMENTATION -7.2. NORMES- — — —

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Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

1. PRESENTATION DE LARECOMMANDATION

1.1. Raison d'êtrede la recommandationTout au long de la réflexion qui a présidé àl'établissement de la présente recommanda-tion, il est apparu clairement que la ventila-tion n'était que l'une des dispositions, certesfondamentale mais non suffisante à elleseule, pour assurer une atmosphère sainedans les ouvrages souterrains en construc-tion.

L'objectif de la recommandation est de servirde guide pour concevoir le système de venti-lation d'un chantier souterrain, c'est-à-direl'ensemble de dispositions et d'appareillagespermettant de respecter le niveau de salu-brité et l'état de pureté de l'atmosphère parla limitation des concentrations des diffé-rentes substances polluantes, définie par lesrèglements, en vue de préserver la santé despersonnes sur les lieux de travail.

En conséquence, l'engagement qui est prispar l'entreprise lorsqu'elle présente un projetde ventilation est de garantir des volumes oudébits d'air neuf suffisants pour respecter cesrèglements, et de les maintenir quelles quesoient les configurations de chantier.

1.2. Démarche généraledes projets de ventilation

1.2.1. Les trois principes de baseLes études de ventilation doivent com-prendre trois volets qui reflètent les principesde base suivants :• Tout d'abord, il est primordial de chercher àsupprimer ou à limiter au mieux, sur les diffé-rents sites du chantier souterrain, l'émissionde substances polluantes, gênantes, voiredangereuses, en prévoyant des techniquesappropriées d'excavation, marinage, soutè-nement, etc. ;

• Le deuxième principe est de favoriser lecaptage de tous les produits dégagés (enparticulier les poussières) au plus près de lasource, afin qu'ils ne se répandent pas dansl'atmosphère du chantier ;• Enfin et seulement à ce stade, il convient dediluer les polluants résiduels non captés ouneutralisés à la source, afin de maintenir leurconcentration au-dessous des seuils admis-sibles.

1.2.2. Les règlements applicablesLes règles générales de la Caisse Nationaled'Assurance Maladie (R352), définies dans

les " Recommandations aux Entreprises rele-vant du Comité technique national des indus-tries du Bâtiment et des Travaux publics "adoptées le 27 juin 1990, ne sont pas remisesen cause par la présente recommandation :celle-ci reprend les concentrations maximalesde polluants et les débits minimaux de venti-lation indiqués dans ce document.Cependant, les moyens à mettre en œuvrepar l'entreprise pour maintenir la qualité del'atmosphère au niveau prescrit ne sont pasfigés. En particulier, les évolutions techniquesrécentes (ventilation aspirante, moteurs élec-triques...) peuvent conduire à proposer dessystèmes de ventilation variés, permettant derespecter les concentrations maximales endérogeant éventuellement aux débits d'airde la R352. L'objet de la présente recomman-dation est justement de fournir aux proje-teurs tous les éléments nécessaires pourdimensionner et justifier un système de venti-lation adapté à toutes les phases d'un chan-tier.

1.2.3. La conduite à suivrePour conduire le projet de ventilation d'unouvrage souterrain en construction, ilconvient d'examiner plusieurs aspects suc-cessifs, qui correspondent aux chapitres 2 et3 de la présente recommandation :• L'étude de base commence par une analysedes risques, c'est à dire à la fois des émissionsde polluants et des conditions de travail dupersonnel ; c'est l'objet du chapitre 2 (Lesnuisances) ;• L'application des règles minimales définiespar la CNAM (recommandation R352), rappe-lées au § 3.1 (Les règles minimales) permetune première approche des débits d'air àfournir ;

• L'étape suivante est le choix d'un parti deventilation, après comparaison éventuelle deplusieurs variantes ; ce parti dépendra enparticulier de la géométrie de l'ouvrage, dela méthode d'exécution et du phasage envi-sagé pour les travaux. Les principaux sys-tèmes de ventilation actuellement mis enœuvre sont décrits au § 3.2 (Concepts géné-raux de ventilation) ;• Les méthodes détaillées de calcul desdébits à garantir compte tenu des sources depolluants sont exposées au § 3.3 (Hypothèsesde calcul); de plus, l'annexe 1 (Dimensionnement)rappelle les méthodes de dimensionnementdes conduits et ventilateurs pour obtenir undébit donné ;• Les dispositions pratiques qui en résultentdoivent alors être détaillées, sur la base desrecommandations exposées au § 3.4(Principes de ventilation), à la fois pour le trai-tement des poussières et pour la dilution des gaz.

A l'appui de ces différentes phases d'élabo-ration du projet de ventilation, le lecteur trou-vera dans la présente recommandation :

• Une description détaillée des matériels deventilation disponibles et des méthodesd'installation sur le chantier (chapitre 4 : Miseen œuvre) ;• Des recommandations sur la maintenace dusystème de ventilation et sur les processus etméthodes de contrôle de la qualité résul-tante de l'atmosphère (chapitre 5 :Maintenance et contrôles) ;• Un rappel du cadre administratif et contrac-tuel du "sous-projet de ventilation", avec desconseils sur le rôle dévolu aux différents inter-venants et sur le déroulement souhaitabledes études et contrôles, depuis l'étude préli-minaire jusqu'aux notices d'exécution (cha-pitre 6 : Organisation et cadre administratif).

1.3. Domaine d'application

La présente recommandation concerne laconception, le dimensionnement, le mon-tage, l'entretien et le contrôle des installa-tions de ventilation artificielle permettant demaintenir, pendant la construction d'ou-vrages souterrains, des conditions d'atmo-sphère conformes à la réglementation envigueur en France. Elle s'adresse :• à tous les intervenants impliqués dans l'actede construire : maître d'ouvrage et sonCoordonnateur Sécurité/Santé, Maîtred'œuvre, Bureaux d'études, Entreprises deconstruction, Organismes de contrôle et deconseil en matière de sécurité et d'améliora-tion des conditions de travail,• aux services publics de secours.

N.B. Le problème spécifique du désenfu-mage d'un tunnel lorsque survient un incen-die en cours de travaux n'est pas traité dansle présent document et il n'y a pas lieu d'entenir compte pour dimensionner le systèmede ventilation des tunnels courants (hormisles spécifications relatives aux matériauxemployés). Le rôle que peut jouer dans cecas la ventilation de chantier est un problèmedifficile qui nécessite une analyse spécifique,avec examen de divers scénarios de réfé-rence. Il doit être examiné par le groupe detravail "Sécurité, Santé et conditions de tra-vail" de l'AFTES (GT12). Par ailleurs, cetteanalyse est à coordonner avec les différentsintervenants chargés de la sécurité, y comprisles secours extérieurs.

2- LES NUISANCESCe deuxième chapitre de la recommandationprécise en particulier :

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3 «

Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

• Les nuisances liées à l'exécution des tra-vaux, donc les risques que peuvent prévenirune ventilation appropriée du chantier,

• Les valeurs limites de polluants et pous-sières retenues par la réglementation fran-çaise.Les risques envisagés ici sont essentiellementliés à la qualité de l'air que les personnessalariées respirent dans les travaux souter-rains. La prévention consiste à assurer la maî-trise de cette qualité dans tout le déroule-ment du chantier.

2.1. Procédured'identification des risques

Avant de définir le système de ventilation dechantier, il est nécessaire de bien estimer lesrisques auquel le personnel sera soumis. Ilconvient donc de procéder aux opérationssuivantes :• dresser un inventaire général des dangersexistants,• évaluer les polluants émis par les différentsmatériels, et si possible sélectionner ceux-cien conséquence,• estimer les risques de pollution résiduels,

• aménager et organiser au mieux les postesde travail vis-à-vis de ces risques.

Une réflexion sur ce sujet a été apportéedans la recommandation de PAPTES "Luttecontre les nuisances dans les travaux souter-rains ", publiée dans la revue TOS (N° 134,mars-avril 1996).

Par ailleurs, rappelons que la ventilation estune opération qui s'intègre dans le processusd'avancement du chantier. L'étude de venti-lation doit donc tenir compte, en plus del'évaluation des risques qui la justifie, denombreuses contraintes externes, telles que :

• la conception générale des travaux,

• les délais partiels de réalisation,• les phases d'exécution.

Il convient enfin de tenir compte descontraintes propres à la ventilation elle-même, telles que :• la nécessité d'assurer une surveillance, uncontrôle et une bonne maintenance du sys-tème de ventilation,

• l'adaptation nécessaire des installations deventilation à l'avancement du chantier et àl'évolution des volumes excavés,

• les risques liés à l'activité de pose et dedépose des moyens de ventilation méca-nique.

2.2 - Règles de Prévention

La démarche de prévention en matière d'hy-giène et sécurité repose sur les règles essen-tielles suivantes édictées par l'article L230.2du Code du Travail - Principes Généraux dePrévention.• Eviter les risques professionnels et d'envi-ronnement,• Evaluer ceux qui ne peuvent être évitésnotamment ceux qui sont exportés et/ouimportés,

• Combattre les risques à la source dans laconception et l'agencement des éléments del'ouvrage et dans le choix des structures etdes équipements associés,• Adapter le travail à l'homme, en particulieren ce qui concerne :• la conception des postes de travail,• le choix des équipements de travail,

• les méthodes de travail et de production envue notamment de limiter le travail mono-tone et le travail cadencé, et de réduire leseffets de ceux-ci sur la santé.• Tenir compte de l'état d'évolution de latechnique, des matériels et des méthodes,• Remplacer ce qui est dangereux par ce quin'est pas dangereux ou moins dangereux,• Planifier la prévention en y intégrant dansun ensemble cohérent :

• la technique,• l'organisation du travail,• les conditions de travail,• les relations sociales et l'influence des fac-teurs ambiants.• Prendre des mesures de protection collec-tive en leur donnant la priorité sur lesmesures de protection individuelle en inté-grant leur mise en place dans les procédureset/ou dans les éléments des ouvrages,• Donner des instructions appropriées auxtravailleurs.Dans tout lieu de travail, l'employeur a l'obli-gation générale d'assurer la sécurité et deprotéger la santé des travailleurs dans tousles aspects liés au travail.

2.3 - Analyse des risques

2.3.1 - La qualité de l'atmosphèreL'atmosphère dans les travaux souterrains estconstituée d'air pouvant contenir un grandnombre de polluants provenant soit du ter-rain environnant, soit de l'activité du chantier.L'homme ne peut pas vivre dans un milieudont les caractéristiques de l'air ambiant necorrespondent pas à son système respiratoireet ne peut s'adapter qu'à des variations rela-

tivement faibles des composants chimiquesprésents.En effet, les capacités d'épuration de l'orga-nisme ont des limites.De plus, certains produits chimiques inhalésconstituent des poisons par les effetstoxiques qu'ils engendrentCes effets dépendent :• des caractéristiques physico-chimiques dela substance,• de la dose réellement absorbée par l'orga-nisme,• de la durée et de la fréquence d'exposition.La voie d'entrée principale des substancestoxiques est la voie respiratoire, mais il nefaut pas négliger la voie cutanée qui peutêtre très importante si la peau est lésée(plaie, irritation, eczéma..).Récemment, les études épidémiologiquessur le cancer ont démontré que certainessubstances (silice, hydrocarbures, gazd'échappement,... ) ont des propriétés can-cérigènes ou mutagènes et compte tenu desfaibles doses susceptibles d'entraîner le can-cer chez l'homme, la recherche pourraitconduire à de sérieuses modifications del'approche de la prévention.

Les valeurs de référence sont préciséeschaque fois qu'elles sont connues.L'amplitude et la fréquence respiratoires del'être humain varient selon l'individu, son acti-vité, ses caractéristiques physiologiques.L'apport d'air doit couvrir au minimum lesbesoins respiratoires de l'homme.La composition "normale" de l'air dans lemilieu ambiant non pollué est environ :

•21% d'oxygène• 78 % d'azote• 0,04 % de gaz carbonique• 0,96 % de gaz rares.Or, dans les travaux souterrains :• le confinement de l'air dans une galerie encul-de-sac, ou dans un puits borgne, favorisel'augmentation de la teneur en polluants et ladiminution de la teneur en oxygène,• l'activité du chantier est génératrice de pol-luants divers qui apportent eux même unetoxicité spécifique,• le terrain peut être générateur de pollutionsdont la maîtrise est aléatoire : gaz toxiques,explosibles, pollution citadine, bio-orga-nismes, radioactivité naturelle...,• la respiration humaine, par le rejet de gazcarbonique et la consommation d'oxygène,modifie la qualité de l'air. Ceci est sans doutenégligeable dans le creusement de galeries

« « « « « * « « « « TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

cours

de grande section mais peut être un élémentdéterminant dans certaines interventions par-ticulières comme les puits.En conséquence, préserver la santé des tra-vailleurs dans leurs conditions de travailnécessite :• de renouveler l'air nécessaire à la respira-tion humaine sans danger, notamment par unapport d'air neuf,• d'assurer le maintien de la qualité de l'airpour que les caractéristiques soient prochesde celles de la composition "normale" del'air neuf,• le cas échéant, de diluer des polluants.

2.3.2 - Sécurité et santé auxpostes de travail

2.3.2. / - Les polluantsDans les travaux souterrains sont examinés :• les gaz, les fumées de tir, les gaz émis parles moteurs diesel, les gaz naturels (méthane,radon...), les gaz produits par des activitésannexes (soudage des films d'étanchéité,pose de revêtements bitumineux, applicationde peintures...),• les poussières.

2.3.2.2 - La ventilation de chantierPour la santé des travailleurs, on doit assureraux postes de travail et dans les zones de tra-vail une atmosphère inférieure à une valeurlimite admissible pour les polluants et cer-taines substances chimiques par :• D'une part un apport et un renouvelle-ment d'air neuf minimal nécessaire à larespiration des personnes. Le débit estentre 25 à 90 mVh/personne en fonctionde l'activité physique et du travailRecommandation R352).• D'autre part, une atmosphère inférieurea une valeur limite admissible pour lespolluants et certaines substances chi-miques par :• l'aspiration des poussières et des polluantsau plus près de la source,• le cas échéant, la dilution des polluants noncaptés.

2.3.2.3 - La quotité de l'air et le confortaux postes de travailLa ventilation des ateliers doit égalementréguler :• la température de la galerie dans desconditions admissibles à l'égard de l'activitédes personnes à leurs postes de travail,

• l'humidité de la galerie afin d'éviter laconstitution de brouillard,• la vitesse de circulation de l'air dans lesgaleries.

2.3.3 - Evaluation des polluants

2.3.3. / - Les valeurs limitesLes valeurs limites indiquées dans le présentdocument sont celles en vigueur à la date desa publication.La V.LE. ou valeur limite d'exposition à courtterme représente la concentration dans l'airque peut respirer une personne pendant untemps déterminé (15 mn maxi) en fonction dela nature du risque, des conditions de travailet des possibilités techniques de mesurage ;son respect permet d'éviter les risques d'ef-fets toxiques immédiats.La V.M.E ou valeur limite moyenne d'exposi-tion est la valeur admise pour la moyenne surun poste d'une journée, c'est à dire 8 heures,des concentrations auxquelles un travailleurest effectivement exposé. La VME peut êtredépassée sur de courtes périodes, sousréserve de ne pas dépasser la VLE.Ces valeurs s'expriment en terme de concen-trations dans l'atmosphère et la seule voie depénétration est la voie respiratoire. Des indi-cateurs complémentaires doivent s'ajouter àces concentrations lorsque la pénétration sefait par la voie digestive ou cutanée, notam-ment par des indicateurs biologiques.Ces valeurs sont exprimées :• pour les gaz et les vapeurs, soit en ppm(cmVm3) soit en milligrammes par mètre cube(mg/m3),• pour les aérosols liquides ou solides, en mil-ligrammes par mètre cube seulement

2.3.3.2 - Les me/anges de substancesLes valeurs limites sont valables pour desexpositions de substances pures.Cependant, lorsque plusieurs substancesnocives se rencontrent à un même poste detravail, il peut exister un phénomène depotentialisation ou une inhibition réciproquede la toxicité des substances en présence.Ces effets sont approchés :• pour des substances agissant sur un mêmeorgane ou dont les effets s'accroissent, enappliquant la formule de toxicité suivante :

- - -Vh VLi VI* VLn cl

dans ce cas , il convient de maintenir lesconditions de ventilation de telle sorte que

l'inégalité précédente soit respectée.Ci et VLi représentent respectivement lesconcentrations et les valeurs limites pour cha-cun des polluants répertoriés.• pour des substances agissant sur desorganes différents ou dont les effets toxiquesne se potentialisent pas en appliquant la for-mule suivante :

dans ce cas, quel que soit i, le non-respectd'une des inégalités suffit à déclarer la qualitéde l'air inacceptable pour le poste de travail.NO et NOz ainsi que CO et COz présententd'après certains auteurs un phénomène desynergie et le renforcement des effets cumu-lés.

2.3.3.3 - Les poussièresLes poussières sont définies comme étanttoute particule solide dont le diamètre aéro-dynamique est au plus égal à 100 micro-mètres ou dont la vitesse limite de chute,dans les conditions normales de tempéra-ture, est au plus de 0,25 m/s.

a - Les poussières totalesCe sont les poussières retenues dans lesappareils de prélèvement. Cette mesure per-met d'évaluer la poussière qui se déposedans les trois niveaux des voies respiratoires :nez, pharynx, larynx, trachée, arbre bron-chique, alvéoles.La VME pour les poussières totales est :10 mg/m3.

b - Les poussières alvéolairesCes poussières sont celles qui arrivent jusquedans les alvéoles pulmonaires. Ce sont cellesqui pénètrent le plus profondément dans lespoumons.Les particules dont le diamètre est inférieur à5 micromètres ont un taux de pénétrationsupérieur à 50 %. Elles sont donc considéréescomme les plus dangereuses.La VME pour les poussières alvéolaires est :5 mg/m3.

c-Toxicité de certaines poussières

La silice

Les poussières de silice ont un effet potentia-lisant En effet, en plus de générer une sur-charge respiratoire, ces poussières favorisentle développement de tissus fibreux et denodules qui aggravent les difficultés respiratoires.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3 • • • • • • • • • • • • •

Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

La silice cristalline est la forme la plus nociveet trois composants ont été identifiés dans lemécanisme de la silicose :- le quartz,- la tridymite,- la cristobalite.L'effet nocif cumulatif est évalué par la formule :

Vm 0,1 0,05 0,05•<1

Cns représente la concentration en pous-sières alvéolaires non silicogènes (rng/m3),Vns est la valeur limite moyenne d'expositionen poussières alvéolaires, soit actuellement5 mg/m3.Cq, Cc Ct représentent respectivement lesconcentrations en quartz, cristobalite, tridy-mite (mg/m3), leur VME étant respectivementde 0,1 ; 0,05 et 0,05 mg/m3.

L'amianteElle se rencontre à l'état naturel dans les mas-sifs anciens. Il convient de réaliser un repé-rage géologique de la présence d'amiante.Le BRGM dispose d'informations géolo-giques précises. Une analyse des terrainsrencontrés peut être opportune pour caracté-riser la présence et le type d'amiante. Lors dela réalisation de chantier, les mesures d'em-poussièrement doivent être menées fré-quemment. La valeur limite admissible sur 1heure de travail est de 0,1 fibre/cm3. Dans ledoute ou en cas de dépassement de cettevaleur, la méthode de travail doit être remiseen cause. Des protections collectives ouindividuelles pour les salariés ainsi que desdispositions pour l'environnement doiventêtre mises en œuvre.

2.3.3.4 - Les gazLes tableaux ci-après définissent les valeursde référence des VME et VLE données soitdans des textes réglementaires soit dans desrecommandations internationales. Les réfé-rences du document d'origine figurent dansla colonne "références" et renvoient à labibliographie à la fin de cette recommanda-tion. Il n'est pas limitatif des produits maisfournit les limites de concentrations des pro-duits les plus fréquemment rencontrés dansles travaux souterrains.

a - Valeurs pour les fumées de tir

.>„..„„........,...,.,...SO 55 Sociale

lescarbone CCfe

25 30 et directive 91/322d'azote Ma

-nifroglycérine 6,Î5* 1,5* éî MT et directive 91/322* Risque de pénétration percutanée : ces valeurs n'excluent pas l'apparition de céphalées qui généralement ne sub-sistent pas après accoutumance ; si la concentration est inférieure à 0,2 mg/m3, les céphalées n'apparaissent pas.

b -Valeurs pour les gaz diesel

50 55de carbone COî SÔQQ fQQO et directive 91/332

25 30 91/3323 6 éi MT et directive 91/322

de soufre Sft 2 5 5 10 et directive 91/322

c - Valeurs pour les substances naturelles

w10000

Hydrogène10 14

d - Valeurs pour les autres substancesémises par l'activité

(formol) 0,5.âdçte nitrique

2.3.3.5 - La chaleurL'homme a un organisme homéotherme,c'est à dire que sa température centrale doitrester stable (37°C±0,5°C).Pour réguler cette température, il échangeavec le milieu extérieur de la chaleur selon 4modes :

• le rayonnement : échanges thermiques parrayonnement entre des parois chaudes etl'homme,

• la conduction : échanges thermiques parcontact direct entre la peau et un objet solideou liquide,

• l'évaporation : déperdition de la chaleurdue à l'évaporation de la sueur sur l'enve-loppe cutanée et respiratoire (la transpirationpeut être limitée par un air très humide),

• la convection : échange dû à la vitesse del'air au contact de la peau.

Par ailleurs, l'activité de l'homme est produc-trice de chaleur interne intense dans lesmuscles ; c'est le métabolisme énergétique.Par rapport au milieu externe, ces échangespermettent à l'homme de réguler cet équi-libre thermique. De manière interne, desmécanismes spécifiques sont mis en jeu pourmaintenir la température centrale stable.Les principaux paramètres pouvant causer undéséquilibre thermique sont :• le travail physique,• la température moyenne du rayonnement,• la température de l'air,• l'humidité de l'air,• la vitesse de l'air.

Le travail dans une atmosphère chaudepeut générer selon la nature et le tempsd'exposition :

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Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

• des coups de chaleur ou des accès d'hyper-thermie,• des syncopes (évanouissement, pâleur),• un déficit hydrique ou une déshydratation,• un déficit sodique.Les conséquences sont variables selon lescapacités fonctionnelles individuelles (âge, fré-quence cardiaque, force) et l'accoutumancede l'opérateur (habitude de métier, originegéographique, habitude climatique ...).Trois principes sont donc à retenir pourfavoriser le rétablissement de l'équilibrethermique :• faciliter la sudation,• diminuer la dépense énergétique ( mesuréepar la fréquence cardiaque),• diminuer la température de l'air.L'évaluation des contraintes thermiques estcomplexe et les indicateurs divers (notam-ment la fréquence cardiaque,... ) nécessitentdes études importantes.A défaut de pouvoir caractériser actuelle-ment de manière précise les indicateurssimples, dans les cas de travaux souterrains,la température sèche de l'air ambiant estprise comme référence.Ainsi dans les travaux souterrains, on recom-mande que les opérateurs ne soient pasexposés à une température ambiante auposte de travail supérieure à 26°C en atmo-sphère humide.Cette température devra être modulée enfonction de l'hygrométrie et en cas de tra-vaux particulièrement pénibles.Dès lors, les principes de prévention à retenirsont:• réduire les sources de chaleur ou les isolerthermiquement,• réfrigérer si nécessaire,• réaliser une ventilation appropriée demanière à maintenir la température au des-sous de la température limite ( attention àl'inconfort à l'air froid et aux différences ther-miques de plus de 6°C),• agir sur la vitesse de l'air pour favoriser laconvection thermique sans toutefois gênerles travailleurs à cause de vitesses d'airlocales trop élevées (solution = diffuseur pourbaisser la vitesse),• mécaniser la tâche difficile ou contrai-gnante afin de diminuer la dépense énergé-tique,• limiter la durée d'exposition si la chaleur estimportante,• créer un microclimat à l'emplacement du

travailleur, par exemple : cabines d'engins cli-matisées,• accroître l'apport hydrique,• tempérer l'eau de boisson ; comprise entre10 et 15°C, légèrement sucrée et aromatiséeavec apport de 100 à 500 ml/heure enmoyenne,• limiter les boissons sucrées (0,5l/j - jus defruit, lait fruité, boissons gazeuses..) ou le café(400 mg/jour),• interdire les boissons alcoolisées.• accroître l'apport sodique par l'alimentationou par les boissons (bouillons de viande, delégumes, jus de tomate),• prévoir des douches et des armoires chauf-fantes pour le séchage des vêtements,• maintenir des protections individuelles spé-ciales dans certaines circonstances.

2.3.3.6 - L'incendie - Fumées et gaz

Le risque incendie (incendie d'engin, oxyde-coupage, soudures de plastiques...), quin'est pas le thème retenu dans la présenterecommandation, doit être évalué et fairel'objet de dispositions de prévention adé-quates intégrant non seulement le rôle de laventilation, mais aussi de tous les élémentsde sécurité permettant de limiter les consé-quences du feu (extinction, désenfumage,moyens d'alerte, protection et évacuation)

3 - PROJET DE VENTILATION

3.1. Les règles minimales

3.1.1 - Le traitement des polluantsLes principes de ventilation essentiels pourtraitement les polluants émis par les activitésdu chantier sont :- pour les poussières :- la réduction de l'émission au points de pro-duction,- le captage des poussières produites locale-ment si possible,- le rejet de l'air enpoussiéré vers l'extérieur,- l'arrosage par pulvérisation d'eau pour fairetomber les poussières,- l'installation des dispositifs d'aspiration àproxilité des machines,- l'équipement des cabines pressurisées,- la recherche d'une meilleure étanchéitépossible entre le tunnelier et le terrain pource cas...NB : les poussières ne se diluentpas dans l'at-

mosphère, seleument par captage ou parévacuation.

• pour les gaz de tirs ou de terrains :• le captage à la source et l'évacuation desgaz directement vers l'extérieur.• pour les gaz d'échappement des moteursdiesels :• le choix du matériel et de l'entretien desmoteurs,• le captage à la source et le traitement desgaz,• la dilution par ventilation dans l'ouvrage.

3.1.2 - Les besoins en air neufLa détermination des besoins en air neufrésulte de l'examen des polluants générésdans l'ensemble du souterrain et de lamanière dont on devra les traiter.Les valeurs de base recommandées pour ledimensionnement du circuit de ventilation sont :• Pour la dilution des gaz émis par lesmoteurs thermiques : 501/s par ChevalVapeur (CV) effectivement développé.• Pour l'évacuation et le captage des pous-sières, des gaz de tirs et des gaz contenusdans les terrains : 3001/s par m2 de sectiond'ouvrage (en général section excavée) auminimum.Les deux débits ne sont pas cumulatifs.C'est le débit le plus important qui estretenu.Par ailleurs, deux autres principes importantssont à prendre en compte :• D'une part, respecter entre le front et l'aspi-ration la distance de 5 logS (distance en m-S=section excavée en m2), vérifiée par l'expé-rience pour le captage des polluants à lasource.• D'autre part, quels que soient la solution etle type de ventilation mis en œuvre, de véri-fier la vitesse de retour d'air en galerie quidoit rester en tre 0,5m/s (mini) et 1,5m/s(maxi) pour le confort des ateliers.

3.2. Concepts généraux deventilationsLes dispositifs de ventilation installés en sou-terrain se rattachent à un nombre réduit defonctionnements de base, quelle que soit latechnique de creusement et de réalisationdes structures intérieures :• Ventilation soufflante• Ventilation aspirante• Ventilation par écoulement de l'air dans leréseau de galeries

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 70 - MARS/AVRIL 2OO3

Ventilation des ouvrages souterrains en cours Je construction

Ces différents types de ventilation peuventêtre combinés entre eux, association de ven-tilations soufflante et aspirante, ventilateursréversibles...

3.2.1 - Ventilation soufflante

dans le retour d'air pollué par le front.• L'air froid envoyé à front, s'il n'est pasréchauffé au préalable, peut entraîner ungrand inconfort en hiver.• L'air pollué ressortant du tunnel ne peut pasêtre traité.

Re|et rf aîr po^ué^

figure /

En ventilation soufflante, le conduit de venti- * En caf d'incendie on ne peut pas extrairelation apporte l'air neuf au front. L'air pollué 'es furr|ées.s'écoule par la galerie elle-même depuis lefront jusqu'à l'extérieur. (Figure i) 3.2.2 " Ventilation aspirante

• Permet de traiter le rejet d'air pollué à lasortie du tunnel.• Apporte un balayage d'air neuf de l'exté-rieur vers le front.• Peut extraire des fumées d'incendie.

3.2.2.2 - /nconvénients de la ventilationaspirante• Le ventilateur doit être installé en galerie(sauf à utiliser un conduit rigide depuis l'exté-rieur), ce qui impose d'avancer régulièrementle ventilateur.• Le gradient de pollution augmente de l'ex-térieur vers le front• Toute la pollution est ramenée vers la zonela plus active à front.• Pour des raisons pratiques, si le point d'as-piration reste loin du front, l'extrémité du tun-nel en cul-de-sac n'est plus renouvelée et leniveau pollution devient incontrôlable (appa-rition de zones mortes).• L'efficacité reste limitée à une courte dis-tance du front.

3.2.1.1 -Avantages de la ventilationsoufflante• Les zones les plus actives des ateliers detravail à front (et éventuellement au droit desateliers situés en arrière) sont alimentés en airneuf.• La vitesse d'éjection de l'air permet un bonbalayage du front.• La dilution des gaz polluants est bienassurée.• Le ventilateur, en général à l'extérieur, restefixe et indépendant de l'avancement dufront.• II est possible de maîtriser la températurede l'air apporté.

3.2.1.2 - Inconvénients de la ventilationsoufflante• Les poussières et notamment la silice sontdispersées.• Même dilué le bouchon de tir ou les pollu-tions générées au front parcourent tout letunnel et nécessitent l'évacuation de l'en-semble du personnel en souterrain, tempsimportant dans le cycle de travaux.• Les gaz de tir qui se dégagent du tas demarin pendant le marinage ne sont pas reprisà la source.• Le gradient de pollution croît depuis lefront jusque vers l'extérieur.

• Les ateliers en arrière du front se trouvent

Rejet tfaif pollué

figure 2

En ventilation aspirante, le conduit de venti-lation extrait l'air pollué à proximité de l'ate-lier de travail, l'air neuf arrivant depuis l'exté-rieur par le tunnel jusqu'au front, (figure 2).

3.2.2.1 - Avantages de la ventilationaspirante• Permet l'aspiration des polluants à lasource, notamment des poussières et desgaz dégagés au marinage (front et éventuel-lement ateliers répartis en arrière), à condi-tion de respecter entre le front et l'aspira-tion la distance de 5 logS.• Donne une évacuation rapide du bouchonde tir, sans qu'il pollue le tunnel en arrière du front• N'amène pas d'inconfort de températurepour le chantier à front.

3.2.2.3 - Conseils de mise en œuvre• L'extrémité du conduit de ventilation aspi-rante doit être maintenue très près du frontet les installations de ventilation, y comprisles opérations de maintenance des disposi-tifs, doivent être très bien organisées.• Pour éviter l'instauration d'une zone morteau front, un recours possible est de mettre enœuvre un ventilateur de brassage branché àun conduit prenant de l'air à l'amont de l'as-piration mais cette solution présente l'incon-vénient de mettre les poussières du marin ensuspension si le dimensionnement ne prendpas en compte ce critère (Figure 3).

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

figure 3

3.2,2.4 - Cas particulier : aspiration parune galerie piloteLa réalisation d'une galerie pilote préalable-ment au creusement du tunnel principal per-met, entre autres, de résoudre efficacementles problèmes de ventilation :• On installe le ventilateur à l'extrémité de lagalerie pilote.• On se sert de la galerie elle-même commeconduit de ventilation; toute la pollution dufront, poussière et gaz, est alors directementaspirée à la source et évacuée à l'extérieur. Iest également possible de traiter sans diffi-culté l'air aspiré avant de le rejeter à l'atmo-sphère (Figure 4).

tiers en cul-de-sac en utilisant l'une des deuxméthodes précédentes.

3.2.3. / - Avantages de la ventilation parécoulement de l'air dans le réseau degaleries

3.2.3.2 - Inconvénients de fa ventilationpar écoulement de l'air dans le réseaude galeries• La pollution des différents chantiers est par-fois rejetée dans le circuit principal• Le gradient de pollution augmente de l'en-trée d'air vers la sortie d'air• Elle impose des débits importants de manièreà assurer une qualité d'air suffisante à tous leschantiers mais avec des vitesses de retour d'airqui peuvent devenir insupportables.

3.2.4 - Combinaison des différentessolutionsLes différentes possibilités de ventilationpeuvent se combiner entre elles de manièreà cumuler les avantages des différents sys-tèmes : la combinaison d'une ventilationaspirante au plus proche du front avec uneventilation soufflante apportant l'air neuf en

figure 4

3.2.3 - Ventilation par écoulementde l'air dans le réseau de galeriesL'ensemble de l'air des ouvrages en souter-rain est mis en circulation entre deux points,l'entrée d'air et le retour d'air. C'est le prin-cipe d'aérage le plus communément utilisédans les mines souterraines.On opte la plupart du temps pour une instal-lation de ventilateur aspirant sur le retourd'air, l'entrée par un puits ou une galeried'entrée d'air étant libre.Sur le circuit d'aérage, ou pourra alors bran-cher des dispositifs de ventilation de chan-

• Ce type de ventilation est adapté dans lecas de la réalisation d'un ensemble complexede galeries et de cavités s'apparentant à unréseau minier• II autorise de grands débits d'air car ce sontles galeries elles-mêmes qui constituent lesconduits de circulation de l'air• II permet d'alimenter plusieurs chantiers pardes dispositifs de ventilation secondairebranchés sur le circuit principal d'air neuf• Les pertes de charge sont faibles et de cefait il résulte une économie d'énergie

arrière présente une grande souplesse et lameilleure efficience tant pour le balayage dufront en air neuf que pour l'aspiration despolluants (fumées de tir, gaz des engins,poussières). Ce système nécessite enrevanche l'installation de deux conduitesparallèles sur toute la longueur de l'ouvrageet l'encombrement comme le coût (investis-sement, exploitation et maintenance) sontplus importants qu'en solution soufflante ouaspirante.Lorsqu'on combinera ventilation soufflante etventilation aspirante, on devra tenir compte dece que le débit en soufflage doit égalementcompenser le débit aspiré. Par ailleurs, la miseen œuvre d'un tel système exige un contrôleplus important des conditions de fonctionne-ment pour assurer sa pleine efficacité.On peut également utiliser des ventilateursréversibles fonctionnant, suivant les phasesde chantier, en soufflage ou en aspiration, àcondition bien entendu que le réseau deconduites et de ventilateurs soit conçu pouraccepter les deux modes de ventilation(Figure 5).

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 176 - MARS/AVRIL 2OO3 « « « » «

I

| Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

3.2.5 - Ventilation pourles ouvrages percésII s'agit de la phase de fin de travaux degénie civil, par exemple la réalisation descouches de bitumineux très polluants, etd'équipements, par exemple la peinture des

Ce sont tous les éléments techniques quipermettent de calculer les débits de ventila-tion nécessaires au chantier, de définir toutesles caractéristiques du système de ventilationet de déterminer son mode de fonctionne-ment.

Figure 6

piédroits.On utilise dans ce cas le principe de ventila-tion du type longitudinal. Le courant d'airnaturel peut être renforcé mécanique s'il estinsuffisant ou aléatoire grâce à des accéléra-teurs insonorisés placés dans le tunnel ouéventuellement en obturant provisoirementle tunnel par une cloison intégrant un ventila-teur capable de faire circuler le débit d'airrequis (figure 6).

3.2.6 - Utilisation des gaines deventilation définitives ou de puitsintermédiairesII s'agit des gaines de ventilation des tunnelsroutiers ventilés en système du type transver-sal définitif ou de galerie technique. De nom-breux exemples montrent qu'il faut tirer profitde l'existence de ces galeries dont la réalisa-tion suit le front, mais à distance, qui permetle démontage des conduites provisoires enbénéficiant à la place des sections de transitsouvent plus largement dimensionnées queles éléments provisoires (Figure 7).On pourra également avoir avantage à utili-ser des puits intermédiaires prescrits au pro-jet ou éventuellement à créer pendant les travaux.

3.3 - Données d'entrée -Hypothèses de calculs

3.3.1 - Caractéristiques propres auxouvrages et aux terrainsCe sont aussi bien les caractéristiques géo-métriques des ouvrages à réaliser (sectionsau creusement et après revêtement, lon-gueurs, dalles, état de surface...) que lescaractéristiques géologiques des terrains tra-versés, de manière à déterminer notammentla présence ou non de silice, d'amiante, ledégagement éventuel de gaz et la prise encompte d'un gradient de température.

3.3.2 - Méthodes deréalisation des travauxLa méthode de réalisation des ouvrages sou-terrains et des différents travaux annexes -donc les risques potentiels de pollution -intervient directement sur la conception etsur le dimensionnement de la ventilation.On devra vérifier que pour chaque phase detravaux et pour chaque atelier, la conceptionde la ventilation permet d'assurer la qualitéde l'air conformément à la législation et à laréglementation.On devra considérer notamment :• la méthode de creusement (explosif,machine ponctuelle, tunnelier..),• les différentes phases d'excavation (pleinesedkri,voûtB,stioss,ibuilles,excavatk3ns annexes..),

VenHateur

Rejst tfair poSué

• la mise en œuvre d'ateliers travaillant ensimultané (creusement à l'avant, puis à l'ar-rière réalisation de radier, d'étanchéité, deferraillage, de revêtement de voûtes, dedalles, d'équipements,...etc.),• les effets induits par les percements entregaleries, rameaux et avec l'extérieur dans lecas d'un réseau complexe de galeries,• la réalisation des travaux de finition aprèspercement du tunnel.La prise en compte des différentes phasesinflue :• sur les débits à mettre en œuvre, par lamodification des moyens mécaniques enopération et donc des polluants émis,• sur le circuit de ventilation lui-même du faitdes contraintes amenées par la traversée deplusieurs ateliers,• sur les flux d'air, par les modificationsapportées au circuit aéraulique, notammentlors de percement entre chantiers ou à l'airlibre.

3.3.3 - Moyens mis en œuvreLes méthodes de réalisation des travaux per-mettent de déterminer le type et le nombred'engins employés, leur conditions d'exploi-tation, l'importance des équipes employées,le planning des opérations...etc.Inversement, les problèmes de ventilationpeuvent conduire à des choix, ou à desoptions de matériels spécialisés (motorisationélectrique de matériel de reprise ou de char-gement par exemple)

3.3.4 - Détermination et caractéri-sation des sources de pollutionL'étude des méthodes et des moyens mis enœuvre débouche directement sur la détermi-nation des différentes sources de pollution etleurs caractéristiques, pour les plus cou-rantes.Pour le creusement au tunnelier et pour laréalisation des structures intérieures• Emission de poussière au moment du creu-sement• Emission de gaz contenus dans les terrainsou dans les produits mis en œuvre• Emission de poussière au moment du mari-nage (convoyeur..)• Emission des gaz d'échappement desmoteurs thermiques (diesel,...)• Emission de poussière pendant la réalisa-tion du béton projetéPour le creusement à l'explosif et pour laréalisation des structures intérieures

figure 7

« « « « « « » * « « TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

• Emission de fumées de tir• Emission de gaz contenus dans les terrainsou les produits mis en œuvre• Emission de poussière au moment du mari-nage• Emission des gaz d'échappement desmoteurs thermiques (diesels ; engins etgroupes de secours..)• Emission de poussière pendant la réalisa-tion du béton projeté• Emission de chaleur par les engins et/oupar le terrain et/ou par le bétonPour le creusement à la machine ponctuelleet pour la réalisation des structures inté-rieures• Emission de poussière au moment du creu-sement• Emission de gaz contenus dans les terrainsou les produits mis en œuvre• Emission de poussière au moment du mari-nage• Emission des gaz d'échappement desmoteurs thermiques (diesel,...)

• Emission de poussière pendant la réalisa-tion du béton projeté• Emission de chaleur par les engins et/oupar le terrain et/ou par le béton

3.3.5 - Détermination des besoinsen air neufLa détermination des besoins en air neufrésulte de l'examen des polluants générésdans l'ensemble du souterrain et de lamanière dont on devra les traiter.

3.3.5. / - Débit pour la dilution des gazd'échappement des engins à moteursdiesel (QDdt)Que ce soit en ventilation soufflante ouaspirante, le débit de dilution (QD) à appor-ter par la ventilation est calculé sur la base de501/s/CV effective développée pour tous lesengins diesel actifs présents simultanémenten tunnel.

La notion de puissance effective développéemérite quelques explications : si l'on consi-dère la puissance nominale indiquée par leconstructeur, la puissance effective dévelop-pée dépend :• de la charge effective de l'engin.

• de la pente, du lieu (altitude) où il opère,• de son état général (maintenance, vieillisse-ment.).

C'est donc une notion sujette à interpréta-tion, pour laquelle il conviendra de resterprudent, tout en considérant que prendresystématiquement la puissance nominale desengins peut conduire à des surdimensionne-ments.

3.3.5.2 - Débit d'évacuation des pous-sières soulevées et non localisées par leroulage (QEpr)L'émission des poussières n'est pas localiséeet en ventilation soufflante comme en ven-tilation aspirante, le calcul du débit d'éva-cuation (QE) est fait sur la base moyenne de3001/s/m2 de section excavée. L'arrosage desradiers béton peut limiter cette pollution etde ce fait réduire le débit de ventilation.

3.3.5.3 - Débit de captagedes poussières et des gaz émis par lesateliers localisés (QCpa)Dans ce cas, le traitement est réalisé par uneventilation aspirante ponctuelle au plus prèsde la source émettrice ; l'air aspiré est rejeté àl'extérieur après passage éventuel dans undépoussiéreur. On déconseillera le recyclagede l'air traité qui, même avec un dépoussié-reur ne peut apporter une garantie constantede qualité.Le calcul de débit de captage (QC) est fait surla base minimale de 3001/s/m2 de sectionexcavée.

3.4 - Principes de ventilationretenus et dispositionsgénérales

La ventilation de chantier peut agir de plu-seurs manières ; capter, diluer, évacuer ouséparer les produits polluants générés dansle tunnel.La ventilation doit permettre à tout momentde maintenir une atmosphère de travail saineau sens de la réglementation en vigueur : ilfaudra donc systématiquement rechercher laconfiguration de chantier la plus pénali-sante et définir le système de ventilationen conséquence.L'examen des conditions de ventilation d'unchantier devra être mené depuis la phase deconception par le Maître d'Ouvrage et par leCoordonnateur Sécurité/Santé jusqu'à laréalisation de l'ouvrage par le Maître d'Œuvreet l'Entrepreneur.De manière à traiter les problèmes le pluscomplètement possible nous recommandonsd'adopter les prescriptions suivantes.

3.4.1 - Traitement des poussièresEtant donné que c'est là le problème le pluscomplexe à traiter, c'est celui qu'il faudraregarder en premier lieu, en se posant lesquestions suivantes :• Y-a-t-il des émissions de poussières ?• Les poussières sont elles chargées en silice,en amiante,... ?• Quels sont les points d'émission?A partir des réponses à ces questions, ondevra déterminer de quelle manière on traite

QCpt (Captage poussières tir)[gaz tir+gaz terrain+marinage]

QCpp (Captage poussières ponctuelle)[machine+gaz terrain+marinage]

QCprb (Captage poussières robot béton)[projection de béton]

QCpbr (Captage poussières brise roche)[machine+gaz terrain+marinage]

(mVs) > = 300 (l/s/m2) x Section (m2) / 1 000

QDdf (Dilution diesel front)QDda (Dilution diesel ateliers)QDdr (Dilution diesel roulage)

L'expérience montre que dans le cas d'unemachine ponctuelle, le débit d'aspiration,pour être efficace, peut atteindre 3 fois la

valeur donnéepar la règle des

(mVs) = 50 (l/s/cv) x Puissance (cv) / 1 0003001.5/m2.

les problèmes, en privilégiant les solutionsqui empêchent la production de poussièresou les éliminent à la source:• Foration à l'eau ou à l'aide d'un fluide spé-cifique, béton projeté par voie mouillée, arro-sage si possible automatisé du marinage• Captage à la source, utilisation de procédésde brumisation• Arrosage et balayage avec aspiration des

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Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

voies de circulation• Aspiration localisée et traitement des pro-duits• Aspiration généraleEventuellement, choix des matériels d'abat-tage, chargement et transport et toutes lescombinaisons de ces différents moyens.On gardera en mémoire les deux points sui-vants:• La méthode de dilution ne s'applique pasaux poussières• Une aspiration des poussières au front pourêtre efficace doit respecter la loi suivante :distance maximale entre le front et la gained'aspiration < SlogS. Le respect de cettecondition est souvent difficile mais l'utilisa-tion de système de canars télescopiques faci-lite sa mise en œuvre.A la lumière d'exemples récents de réalisa-tion de tunnel, on constate que certainesconfigurations de galerie ou certains procé-dés d'avancement ne permettent pas d'éta-blir une ventilation de chantier présentantune efficacité suffisante pour assainir correc-tement l'atmosphère des postes de travail.La filtration et le recyclage du rejet en souter-rain d'un air empoussiéré ne constituentjamais une solution satisfaisante et ne doi-vent de toute manière s'opérer que dans uncourant d'air de renouvellement suffisant.Ces situations sont évoquées ci-après.

3.4. /. / - Attaque à l'explosifDans un tunnel de 100m2 de section, l'appli-cation de la formule 5 logS qui permet dedéterminer la distance entre le front et l'ex-trémité du canar aspirant conduit à unevaleur de 10m.

Lorsque cette distance ne peut pas être res-pectée, l'expérience, confirmée par des cal-culs de ventilation prévisionnelle, a démontréque les expositions aux poussières de silicecristallisée mesurées sur les opérateursdépassent systématiquement les valeurslimites de moyenne d'exposition admises.L'application de la formule SlogS est doncvivement recommandée.Nous indiquons ci-après des exemples demoyens mis en œuvre sur certains chantiers :• Equipement des engins travaillant à frontde dispositif de pressurisation / climatisationdes cabines munis de filtres présentant uneefficacité suffisante vis à vis des poussièresdites alvéolaires ;• Mise en place de systèmes de pulvérisationautomatique des poussières d'abattage ;• Conception et mise en œuvre de dispositifstélécommandés d'avancement des ventubespermettant de les rapprocher du front après le tir.

3.4.1.2 - Machines à attaqueponctuelle

Pour respecter les valeurs limites d'exposi-tion, moyenne VME ou à court terme VLE, onpourrait être amenés à adopter un dispositifde télécommande permettant à l'opérateurde diriger sa machine tout en restant suffi-samment éloigné de la zone d'attaque.Cette méthode de travail s'est révélée tout àfait concluante.En parallèle, des expériences ont été menéesafin de fiabiliser les systèmes de repérage surécran des positions de la fraise par rapport autracé optimum de la section d'excavation degalerie. Ce dispositif, dont l'objectif initialétait de limiter les hors-profils à l'excavation,peut s'avérer très utile pour compléter ladémarche décrite dans le paragraphe précé-dent. Des essais d'association de ces deuxtechniques permettant à l'opérateur de dis-poser d'un boîtier de télécommande équipéd'un écran pour contrôler le déplacement dela fraise sont actuellement en cours.

3.4J.3-TunneHerSur les tunneliers ouverts, les prélèvementsréalisés pour mesurer les niveaux d'exposi-tion à la silice cristallisée montrent fréquem-ment des dépassements significatifs desvaleurs limites de moyenne d'expositionadmises.Certains chantiers sont pourtant équipésd'un canar d'aspiration connecté à undépoussiéreur ; mais dans la mesure où lerejet de ce dépoussiéreur n'est pas connectéà un conduit d'évacuation à l'extérieur et oùl'air traité est recyclé dans la galerie, l'effica-cité du dispositif vis à vis de la teneur enpoussières alvéolaires de l'air à front ne peutêtre garantie.

3.4.2 - Dilution des gazLe débit d'air de ventilation doit diluer les gazpolluants (s'il n'y pas de dégagement deméthane - risque d'explosion) et les ramenerà des teneurs acceptables au sens de laréglementation en vigueur.

Il faudra toujours garder à l'esprit que lerecours à des engins électriques diminuenotablement la production de gaz polluants.Par ailleurs, de nombreux dispositifs de dimi-nution des polluants produits par les moteursdes engins existent : nous les décrivons danscette recommandation.

3.4.3 - Renouvellement de l'air /arrivée d'air neufEn fonction de l'examen des deux points pré-cédents, on pourra déterminer de quellemanière on assurera le renouvellement del'air et l'approvisionnement en air neuf.On notera toutefois que c'est une ventilationsoufflante mécanique qui permet de mieuxgérer l'apport d'air neuf dans les partiesactives du tunnel.

3.4.4 - Faisabilité de la solutionretenueLorsqu'on a arrêté une solution globale, ilfaut impérativement la soumettre à un exa-men critique sur la faisabilité et sur les pro-blèmes de mise en œuvre :• les caractéristiques de l'ouvrage sont ellesadaptées?• le positionnement et l'encombrement desdivers éléments sont-ils compatibles avec lefonctionnement du chantier, les manœuvresdes engins, les séquences de travail, etc. ?• le fonctionnement de l'ensemble du sys-tème est-il possible à tout moment ?• le passage des conduits au travers des ate-liers est-il assuré en permanence dans lesconditions prises en compte dans les calculs ?• les débits déterminés sont-ils compatiblesavec le confort du travail dans les zonesconsidérées ?

3.4.5 - Schémas de principe3.4.5.1 - Exemple de ventilation souf-flanteLe débit QS retenu est calculé sur la base dela dilution des gaz émis par l'ensemble des

Débit du ventilateur de soufflage (QS) = QDdt (Dilution diesel total)= QDdf (Dilution diesel front)* QDda (Dilution diesel atelier) +QDdr (Dilution diesel roulage)>QEpr(Evacuation poussière roulage)> QCpa (Captage poussières ateliers)> QCpt (Captage poussières tir)

figure 8

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

moteurs diesel (501/s/cv) car supérieur auxdébits d'évacuation ou de captage des pous-sières soulevées dans les ateliers(>=300l/s/m2). (figure 8).

3.4.5.2 - Exemple de ventilation aspi-ranteLe débit QA retenu est calculé sur la base ducaptage des poussières soulevées lors du tiret du chargement du marin (3001/s/m2) aufront car supérieur aux débits d'évacuationdes poussières soulevées au roulage(«3001/s/m2 du fait de l'arrosage du radier)et de dilution des gaz émis par les moteursdiesel (501/s/cv) (figure 9).

3.4.5.3 - Exemple de ventilation souf-flante et aspiranteLe débit QA retenu est uniquement calculésur la base du captage des poussières soule-vées lors du tir et du chargement du marin(3001/s/m2).Le débit QS retenu est calculé sur la base dela dilution des gaz émis par les moteurs die-sel (501/s/cv) utilisés au front (chargement) etau roulage (transport du marin) (Figure /o).

Puissance (W)

de ventilation alors que les conduits, les puitset les galeries d'air neuf correspondent auxartères et le circuit de retour d'air pollué auxveines.Un ventilateur est généralement définicomme une turbomachine créant :• un débit d'air continu (non puisé),• une différence de pressionlimitée entre son entrée et sa sortie(au-delà d'un rapport de pressionde 1,25, il s'agit d'un compres-seur).Les caractéristiques aérauliquesessentielles d'un ventilateur selisent sur un diagrammedébit/pression sur lequel on peutvérifier le point de fonctionnementde la machine, branchée sur soncircuit, qui doit se situer dans uneplage correcte et éviter, notam-ment, la zone de comportementinstable et dangereux pour la conservationde l'appareil qui s'appelle zone de pompage(figure / /).Les ventilateurs peuvent être carénés (c'est-

à-dire munis d'une enveloppe), entraînés pardes moteurs électriques et généralement

étendue,• des possibilités de vitesse de rotationélevée,• la possibilité d'ajuster l'angle de pales,généralement à l'arrêt, mais parfois en

Rejet d'air polluéVentilateur QA

Débit du ventilateur d'aspiration (QA} « QCpt {Cuptago poussières tir) « QCpa (Captaga poussières atoliors fronf)> QEpr{Evacuaîton poussière roulage)> QDdt (Dilution disse! total) * QDdf (Dilution dicsol front) + QDdr (Dilution Disse! roulage)

figure 9

4. MISE EN ŒUVRE4.1 -Le Matériel4.1.1 - Les Ventilateurs4.U.l-Généralités

Par analogie avec la circulation sanguine, lesventilateurs représentent le cœur du circuit

montés de manière quasi-étanche sur unegaine de ventilation (la totalité du débit deventilation passe ainsi à travers le ventilateur).

4. /. 1.2 - Ventilateurs axiauxLeurs principales caractéristiques présententclassiquement : (figures 12 et 13)• un bon rendement sur une gamme de débit

Débit du ventilateur de soufflage (QS) = QDdf (Di'ubon diesel front] + QDdr (Dilution diesel roulage}Débit du ventilateur d'aspiration (QA} = QCpt (Capîage poussières ttr)

Dit;! itu vcrtHatew (m3 s)

figure / / - Exemple des courbes coroctérisoquesd'un ventilateur héliaiïde

marche, dans la limite de puissance dispo-nible (ce dernier système s'avère de techno-logie complexe et n'est à utiliser que dans etpour des cas de circuits très particuliers àjustifier),• une roue (hélice) généralement montéedirectement sur l'arbre d'un moteur élec-trique,• des machines compactes, sans perte deplace,• une variation de débit qui s'opère grâce àl'utilisation d'un variateur électronique quiprocure de nombreux avantages (limitationde la puissance au démarrage, souplesse del'ajustement du débit..).La giration de l'écoulement en aval de laroue, peut être récupérée par des aubagesredresseurs qui permettent d'accroître l'aug-mentation de pression et le rendement duventilateur. Les aubages redresseurs en avalsont plus efficaces qu'en amont, ces derniersayant en plus tendance à augmenter leniveau de bruit Cette giration est à prendreen compte lors du montage en série de deuxventilateurs (il y a intérêt à associer deux ven-tilateurs contrarotatifs).Inversion du débit

Figure 10 Figures 12 - Schéma d'un ventilateur de type axial

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Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

Figures 13 -

II est possible de renverser le sens du débiten inversant le sens de rotation. Les perfor-mances avec aubages redresseurs serontalors très mauvaises et entre 60 % et 70 % endébit sans redresseurs.Par contre on peut obtenir un ventilateurréversible :• soit en inversant une pale sur deux mais laperformance dans un sens ou dans l'autre estd'environ 85 % en débit de celle du ventila-teur initial,• soit en basculant le calage des pales de180° (ventilateur à calage variable) et onconserve ainsi 100 % du débit du ventilateurinitial.RendementLe rendement total est normalement prochede 80 % au point de fonctionnement nominalet peut être amélioré jusqu'à 90 % (ventila-teurs à haut rendement conçus pour un pointde fonctionnement donné).

4.1.1.3-Ventilateurscentrifuges (Figure 14)

L'augmentation de pression est principale-ment due à la force centrifuge.En générai les principales caractéristiques deces ventilateurs présentent :• des mauvaises performances si la sortien'est pas connectée à une canalisation,• un entraînement par moteur externe, sou-vent relié par une courroie (souplesse desélection de vitesses de rotation),• une possibilité de sortie avec une ou deuxouïes,• 3 ou 4 types d'aubes possibles (forme etinclinaison par rapport au sens de rotation),

• une seule courbe de fonctionnement parventilateur. Seul réglage possible : la vitessede rotation, sauf si le ventilateur est équipéde vénielles à calage réglable qui créent unepré-rotation de l'écoulement incident,• un rendement, limité pour certains à 60-70 %, peut atteindre 90 % pour les plus effi-caces, mais la zone de bon rendement estrelativement étroite,• une possibilité de pressions plus élevées

qu'avec les ventila-teurs hélicoïdes demême vitesse,• des courbes defonctionnementdes ventilateurscentrifuges généra-lement plus platesque celles desaxiaux,

libre s'obtient par la formule F= p.Q.Vdanslaquelle p est la masse volumique, Q est ledébit du ventilateur et V la vitesse du jet.

4.1.2 - Les conduits

4. 1.2. 1 - Conduits souples en matièressynthétiques

J1

• un risque de pompage moins importantque pour un ventilateur hélicoïde(axial).

4.1.1.4- AccélérateursII s'agit en général de ventilateurs detype axial couramment montés en cléde voûte des tunnels routiers ou desgaleries qui ont pour fonction d'induireun courant d'air longitudinal par créa-tion d'une pression dynamique dû à lagrande vitesse d'air interne à la masse d'airdu souterrain.Ce dispositif présente l'intérêt, en phasefinale de travaux lorsque le tunnel est débou-ché, de compenser la ventilation naturelle quiest à elle seule souvent insuffisante et voirealéatoire. Dans certains cas, ce type de venti-lation peut conduire à un problème de pous-sières.Le dimensionnement des accélérateurs s'ef-fectue en poussée délivrée en champ libre etnon en débit comme pour les ventilateursbranchés à un conduit La poussée en champ

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figure 14 - Schéma-type de ventilateur centrifuge

a -Types de conduitsLes conduits souples sont constitués d'untissu enduit d'une matière synthétique quidoit être ininflammable et ayant fait l'objetde tests de conduite de chaleur suivant unenorme précisée par le fabricant/fournisseur.Les matériaux utilisés doivent présenter uncertain nombre de caractéristiques physiquespour pouvoir être utilisés en galerie.On peut les diviser en deux types principaux :• les conduits souples lisses ou ventubes qui

Parois intérieures en tôle perforée

Figure 15 : Accélérateur

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

| Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

ne fonctionnent qu'en surpression,

- les conduits souples à spires ou spira-gaines, qui peuvent être utilisés en surpres-sion ou en dépression faible.Les ventubes :Ils sont entièrement pliables, en éléments delongueur variable allant jusqu'à 30m de lon-gueur munis à chaque extrémité d'un anneausemi rigide permettant le raccordement deséléments entre eux selon divers systèmespropres à chaque fournisseur, lis conviennentpour tous les diamètres de 300 à 3000mm.

Ils sont équipés de 1 à 3 filières de dispositifsde suspensions.

Ils peuvent parfois être équipés de cintres derenfort à espacement régulier permettant degarder le ventube ouvert lorsque le ventila-teur est à l'arrêt, et également de sortie d'airradiale.Les spiragaines :Ils sont fabriqués dans les mêmes matériauxque les ventubes mais sont renforcés par unespire hélicoïdale continue. Ils peuvent ainsiêtre utilisés en faible surpression, mais leurcoefficient de frottement élevé limite leur uti-lisation à des tronçons courts, ou dans deszones particulières tels que des coudes.

b - Grandeurs caractéristiquesElles sont les suivantes :- la pression admissible,- la résistance à la rupture,

- la résistance à la déchirure,- la résistance à la perforation dynamique,

- la résistance à la flamme,- la résistance électrique des deux faces,- la résistance à la putréfaction,- la résistance aux hydrocarbures ou aux pro-duits chimiques.

c - Dispositifs de stockageOn utilise couramment des magasins destockage pour des ventubes lisses qui per-mettent la libération de la gaine de ventila-tion au fur et à mesure de l'avancement touten la gardant tendue.

4.1.2.2- Conduits en acier

a -Types de conduitsCe sont des tuyaux en tôle mince qui peu-vent être utilisés aussi bien en soufflagequ'en aspiration. On les appelle aussi com-munément canars.

On distinguera :Les tuyaux en tôle d'acier soudé à collerette :

Ils sont en tôle d'acier soudée avec des colle-rettes d'assemblage aux extrémités qui peu-vent être vissées entre elles avec un joint encaoutchouc. Ce type de tuyaux est plutôt uti-lisé en conduit de dépoussiérage.

Les tuyaux en tôle d'acier roulée agrafée :Ils sont réalisés en tôle d'acier mince souventgalvanisée enroulée en hélice, à pli simplepour les conduits ordinaires, ou à plis mul-tiples pour des conduits résistant aux déchi-rures. Les jonctions sont réalisées au moyende manchettes souples avec colliers de ser-rage ou de manchettes métalliques rivetées.

b - Grandeurs caractéristiquesIls sont essentiellement caractérisés par lasurpression et la dépression admissibles, quidépendent de la qualité de l'acier, de l'épais-seur de la tôle et du diamètre du conduit. Lespoints faibles se situent aux raccords.

4.1.3 - Les Équipements annexesde ventilation

4.1.3.1 - Dispositifs de répartition

a - Les dérivations et bifurcationsCe sont des éléments en général métal-liques, mais parfois réalisés en gaine souplequi permettent la répartition de l'air apportépar le conduit principal d'aération dans desconduits secondaires distribuant l'air dans lesdifférentes galeries du chantier.Leur mise en œuvre doit prendre en compteles pertes de charge importantes qu'ils peu-vent apporter.

b - Les registresLes registres sont des dispositifs qui permet-tent de moduler le débit d'une canalisationou de modifier la répartition des débits auniveau des dérivations ou des bifurcations.Ils peuvent être à commande manuelle ouautomatique.Ils permettent également, au démarraged'un ventilateur, de réguler le gonflage desventubes souples de grande longueur.

c- Entrées, sorties, raccordementsLa géométrie des entrées et sorties d'air ainsique des dispositifs de raccordement des ven-tubes aux ventilateurs est un élément à amé-liorer pour optimiser les performances del'ensemble de l'installation de ventilation. Ilfaut donc attacher un soin particulier à la défi-nition de ces éléments si on veut réduire aumaximum les pertes de charge qu'ils engen-drent

4.1.3.2 - Dispositifs de protectionLes orifices d'entrée d'air sont en général

équipés d'une grille de protection, soit pouréviter toute collision des pales du ventilateuravec des corps étrangers, soit pour évitertoute projection d'objet à la sortie de lagaine.Lorsque le ventilateur est installé à proximitédu front, et que le tunnel est creusé à l'explo-sif, on installe un bouclier de protectionmétallique afin de protéger le ventilateur desprojections de matériaux. Ce bouclier doitêtre commandé de l'arrière du chantier afind'effectuer la mise en route du ventilateursans avoir besoin de retourner à front avantl'évacuation des fumées.

4.1.3.3 - Dispositifs d'insonorisation

Les nuisances sonores créées par les ventila-teurs sont importantes et nécessitent la miseen place de dispositifs d'insonorisation quipeuvent être montés devant et derrière lesventilateurs.

a - Silencieux annulaires

Ce sont les plus couramment utilisés. Ils sontconstitués d'une enveloppe tubulaire insono-risée d'un diamètre équivalent à celui du ven-tilateur et sont montés en série avec celui-ci.Leur efficacité dépend du matériau d'insono-risation utilisé et de leur longueur.

Les mousses de polyuréthane ne doivent pasêtre utilisées comme matériau d'insonorisa-tion (production d'acide cyanhydrîque en casd'incendie) et sont par ailleurs inefficaces enacoustique.

b - Silencieux à baffles

Lorsqu'on veut obtenir une baisse trèsimportante du bruit, on est obligé d'avoirrecours à des dispositifs à baffles, constituésde panneaux déflecteurs de sons parallèlesinsonorisés.

Leur efficacité est bien meilleure que celledes silencieux axiaux, mais leur coût est aussibeaucoup plus élevé, ainsi que leur encom-brement.

4.1.3.4 - Équipements électriques

Au cours du déroulement des travaux, onaura en général intérêt à faire varier la puis-sance des ventilateurs utilisés. On agit pourcela sur le moteur électrique, en considérantla variation de vitesse des moteurs asyn-chrones.La vitesse du moteur est fonction de la fré-quence de rotation (N : fréquence de rotationen tr/s ou F : fréquence en Hz) et du nombrede paires de pôles P.Pour faire varier la vitesse d'un moteur asyn-chrone, on peut :

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Ventilation des ouvrages souterrains en cours Je construction

• soit changer le nombre de paires de pôles :solution mécanique réservée aux moteursdeux vitesses

• soit changer la fréquence d'alimentationdes moteurs : solution électronique, plussimple et avec une plus grande plage devariation de vitesse.

a - Solution mécaniqueMoteurs à cage à couplage de pôles : cesmoteurs comportent 6 bornes et ne permet-tent que des rapports de vitesses de 1 à 2.Petite vitesse : couplage triangle; Grandevitesse : couplage étoile.Moteurs à cage à enroulements statoriquesséparés : ce moteur comportant deux enrou-lements statoriques indépendants permetd'obtenir deux vitesses d'un rapport quel-conque.Moteurs à bagues : le réglage de la vitessedes moteurs se fait par modification du glis-sement II suffit de faire varier les résistancesaux bornes du rotor à bagues. Plus la valeurde la résistance est forte, plus la vitesse dimi-nue. La variation des résistances est réaliséepar couplage comme pour un démarragerotorique.

b - Solution électronique

Le convertisseur de fréquence fournit, à partird'un réseau alternatif monophasé ou triphaséà fréquence fixe, une tension alternative devaleur efficace et de fréquence variables.

4.1.4 - Les dispositifs de captageet de traitement des poussièresOn retiendra comme principe de base qu'ilfaut s'efforcer de contrôler la production depoussière et ce, quelle que soit la techniquede ventilation utilisée :• Limiter la production de poussière en ayantrecours à des techniques "humides".• Eviter la dissémination de la poussière dansla galerie en la captant au plus près de lasource de production.

4.1.4.1 - Limitation de la production depoussièresOn privilégiera les techniques évitant ou limi-tant la production de poussière telles que laforation à l'eau, à la mousse ou par tout fluideadapté au terrain, le recours au béton projetépar voie mouillée, ainsi que l'arrosage systé-matique des radiers béton lors du roulage et,du marin pendant l'opération de marinage.On fera appel de préférence pour ce dernierpoint à des rampes d'arrosage automatiquepour éviter l'exposition d'un opérateur à lapollution.En ce qui concerne les machines ponctuelles,

des techniques de brumisation peuvent per-mettre de rabattre efficacement la poussièreproduite (0,5 micron poussière est captée par0,5 micron gouttelette d'eau).

4.1.4.2 - Captage à la sourceII consiste à empêcher que les poussières sepropagent dans le milieu ambiant, en lesaspirant directement à leur point d'émissionou en créant une dépression au plus près dupoint d'émission de manière à les absorberavant qu'elles se diffusent. Le système d'aspi-ration sera soit directement raccordé à undispositif de traitement des poussières avantévacuation de l'air vicié à l'extérieur, soitconnecté au conduit d'aspiration rejetant l'airvicié à l'extérieur.

4.1.4.3 - Dispositifs de confinementII est recommandé d'enfermer autant quepossible les opérations polluantes à l'aide deparois, rideaux.... de façon à simultanément,contenir au maximum les polluants, diminuerles sections de passage de l'air et réduire leseffets nuisibles des courants d'air. Ce principepermet d'augmenter l'efficacité des disposi-tifs d'évacuation et de diminuer les débitsd'aspiration.

4.1.4.4 - DépoussiéreursUn dépoussiéreur permet de séparer les par-ticules solides en suspension d'un écoule-ment gazeux.On distingue quatre grandes classes dedépoussiéreurs :

Les dépoussiéreurs mécaniques (cyclone)qui peuvent fonctionner à sec ou avec injec-tion de liquide sous l'action d'une force cen-trifuge, inertielle ou de gravité.

Les dépoussiéreurs électriques : l'écoule-ment gazeux est soumis à une charge élec-trique (ionisation), les particules ainsi char-gées sont ensuite attirées sur des surfaces depolarité opposée sur lesquelles elles sedéposent

Les dépoussiéreurs hydrauliques (laveurs) :les forces appliquées par ce système alour-dissent les poussières par agglomération decelles-ci au contact de fines gouttelettesd'eau et provoquent l'arrêt des agglomératsainsi formés lorsqu'ils se heurtent aux sur-faces humides.

Les dépoussiéreurs à couche poreuse :l'écoulement gazeux traverse une coucheporeuse qui retient par adhérence les parti-cules. La couche poreuse est généralementconstituée d'éléments séparés et empiléspour former des couches fibreuses ou granu-laires.On retiendra que le recours à un dépoussié-

reur ne permet toutefois pas de garantir quel'air rejeté est de qualité au moins égale à l'airneuf et donc, au regard du législateur, il nepeut pas être recyclé.On devra donc connecter les conduits deventilation aspirante à des dépoussiéreursavant d'évacuer l'air directement vers l'exté-rieur.

4.1.5 - Le traitement des gazd'échappement

4.1.5.1 - Les moteurs à l'essenceQuelle que soit leur puissance, les moteurs àl'essence doivent être INTERDITS car lesémanations en CO (10 % des gaz émis) et envapeurs nitreuses sont très importantes et deplus inodores.

4.1.5.2 - Les moteurs dieselLes émanations en CO sont beaucoup plusfaibles que dans le cas de moteurs à essencedans les mêmes conditions de fonctionne-ment. Les moteurs diesel sont égalementmoins producteurs d'hydrocarbures imbrûlésmais en revanche, ils sont plus producteursde dioxyde de soufre (SOz) Les autres pol-luants des moteurs diesel sont les vapeursnitreuses Nox, les acides minéraux, les suieset les fumées.Les moteurs à chambre de pré-combustion età injection directe avec régulation électro-nique sont une solution qui donne aujour-d'hui les meilleurs résultats. Ces moteursdiminuent considérablement les problèmesde cycle d'utilisation mais également les nui-sances dues au bruit et aux vibrations.

4.1.5.3 - Les différents carburantsOn parlera ici des fuels à très faible teneur ensoufre. Leur utilisation systématique permetd'éliminer à bon compte le SOz des gazd'échappement des engins. Cette utilisationdes fuels désulfurisés est donc à recomman-der.

4.1.5.4 - Les dispositifs de traitementdes gaz d'échappementOn indiquera dans la suite les principaux dis-positifs qui existent à l'heure actuelle pourtraiter les gaz d'échappement à la sortie desmoteurs.

On notera d'une part que cette liste n'est pasexhaustive et d'autre part que la techniquedans ce domaine évolue constamment etque de nouvelles techniques apparaissentrégulièrement sur le marché.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 170- MARS/AVRIL 2OO3

Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

a - Bac de barbotageA l'origine, le bac de barbotage était destinéaux engins travaillant en atmosphère grisou-teuse et avait pour but d'éliminer le risqued'étincelle.Il n'a donc aucun effet sur les gaz d'échappe-ment et retient seulement 30 % des parti-cules en suspension.Son seul intérêt est de refroidir les gaz etdonc d'autoriser l'utilisation de filtre papierpour retenir les suies.Son inconvénient est qu'il affecte le rende-ment du moteur et qu'il amène une humidifi-cation importante de l'air ambiant

b - Dispositifs de dilution de fuméesCe sont des dispositifs mécaniques qui semontent sur l'échappement et ont pour butd'accélérer les gaz de manière à favoriser leuréjection loin de l'opérateur vers une zonemieux ventilée. Ils agissent par effet centri-fuge.

c - Filtres papiersIls sont très efficaces pour éliminer les suies(80 % de suies éliminées). Mais ils ne sontutilisables qu'après refroidissement des gaz(T< 120 %) et nécessitent d'être changés fré-quemment (utilisation de 8 à 20 h suivant ledegré de pollution du moteur).

d - Filtres céramiques avec catalyseurL'accumulation des suies dans le filtre céra-mique induit une augmentation de tempéra-ture qui provoque la réaction de catalyse quidétruit les suies. La température minimumrequise par la catalyse est de 300°C.Ce système diminue de 50 à 70 % les suiesmais a également un effet sur les gaz (del'ordre de 50 % de diminution des polluants).En ajoutant un catalyseur au gasoil, on peutabaisser la température nécessaire à la cata-lyse.

e - Pots d'échappement oxy-cataly-tiquesCes pots doivent être conçus spécifiquementpour chaque moteur et demandent un entre-tien très sérieux.Ils agissent par oxydation. Ils diminuent d'envi-ron 50 % l'émission de suie mais ont égalementune très bonne efficacité sur les gaz et détrui-sent notamment les noyaux aromatiques.Par contre en présence de soufre, le SCfe émisse transforme en SO4 qui en milieu humide(bac de barbotage) donne du Hz SCkLa présence de soufre dans les carburants apar ailleurs l'inconvénient de favoriser l'appa-rition de particules dures qui favorisent ladétérioration de la chambre de combustion.

vise à diminuer la présence de soufre dans lescarburants (teneur < 0,05 % de poids en soufre).

f - Pots catalytiques avec brûleursLe couplage du pot catalytique à un brûleurfait passer la température des gaz à 600°C cequi améliore les résultats de la catalyse.Des recherches sont menées en Allemagnepour les voitures mais aussi pour les loco-tracteurs.

4.1.6 - Le traitement de la Chaleur4.1.6. l -Traitement des sources de chaleurLes engins utilisés pour la réalisation des tra-vaux constituent des sources de chaleur dontl'importance peut conduire à une élévationde température préjudiciable, au moins loca-lement, aux conditions de travail. C'est enparticulier le cas des tunneliers. I! faudra alorsmettre en œuvre un système complet derefroidissement pour évacuer les calories àl'extérieur.

4.1.6.2 - Refroidissement de l'airLe refroidissement de l'air neuf injecté dansles chantiers, par des techniques industriellesde climatisation / réfrigération, pourra s'avé-rer nécessaire notamment lorsqu'on setrouve confronté à un gradient de tempéra-ture lié à l'approfondissement du chantier ouà un environnement géologique de type vol-canique actif.

4.1.6.3 - Réchauffement de l'airInversement, lorsque l'air neuf est pris à l'ex-térieur à une température trop basse, ilpourra s'avérer nécessaire de le faire transiterdans un dispositif de réchauffage avant del'injecter dans les chantiers.

4.2 - Installationet mise en œuvre4.2.1 - Les ventilateursL'installation des ventilateurs devra se faire enrespectant les indications qui sont donnéespar le fournisseur.On soulignera tout particulièrement que lesventilateurs doivent :• rester accessibles en permanence afin depermettre leur entretien et leur réparation,• être équipés de silencieux pour limiter leurbruit lorsqu'ils sont installés à proximité dezones de travail ou dans un environnementhabité,• être munis d'une grille de protection mon-tée sur l'entonnoir d'aspiration,• être raccordés au premier tronçon de ven-tube par l'intermédiaire d'un élémentconique de raccordement présentant unangle au sommet minimum de 20°.

D'où la recommandation établie aux USA qui 4.2. /. / - A la tête du tunnel

Tout ventilateur installé à la tête du tunnel (ouau portail) devra obligatoirement tenir comptedes conditions météorologiques particulièresau site et de la topographie du terrain.Le positionnement et l'installation du ventila-teur peuvent conduire au recyclage de l'airvicié ou de son mélange avec l'air neuf.En zones urbaines, la prise en compte de ceséléments, combinée à celle des émissions depoussières, d'odeurs et de bruit, sera déter-minante pour le choix de l'emplacement duventilateur et de son orientation.Tout tronçon de conduit à l'air libre devra êtreprotégé contre les dangers liés à la circula-tion des engins de chantier, aux chutes depierres, à la formation de glace, etc.

4.2.1.2 - Dans la zone d'avancementL'installation de ventilateur dans la zoned'avancement se présente en particulier lors-qu'on veut disposer d'une ventilation aspiranteà proximité du front Elle peut aussi s'appliquersi on veut effectuer un balayage du front par del'air frais pris en arrière dans le tunnel.Il est en général difficile de placer le ventila-teur lui-même près du front. Aussi il est la plu-part du temps installé en arrière du front, parexemple sur un portique réservant le passagedes engins, et prolongé vers l'avant par untronçon de conduit rigide ou souple suivantle type de ventilation, escamotable ou non.L'installation de ventilateur dans la zoned'avancement reste toutefois souvent problé-matique soit à cause de l'encombrement dela machine, soit à cause des nuisancessonores qu'elle engendre.

4.2.2 - Les conduits de ventilationDe la qualité de l'installation des conduits deventilation dépendent bien souvent à la foisle rendement général de l'installation et laqualité de l'air distribué.Il faudra donc porter une attention particulièreaux dispositifs de suspension des conduits.

4.2.2. / - Montage et suspension desconduits souplesLes conduits en matière synthétique souplesont suspendus à des câbles tendus.On aura avantage, surtout en l'absence derégulateur de démarrage des ventilateurs, àgarder toujours ouverte une partie de la sec-tion du ventube, afin de diminuer l'effet dechoc lors de la mise en route du ventilateur.Pour cela, on adoptera soit une suspensionsur deux câbles, soit une suspension sur unseul câble mais par l'intermédiaire d'un cintresupport.

L'assemblage des éléments de conduit se faità l'aide d'accouplement à bride avec ferme-ture à vis ou fermeture à excentrique.

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Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

On devra corriger l'allongement des conduitssouples lors de leur montage par une remiseen tension et on apportera un soin particulieraux points de fixation des câbles et à la résis-tance et à la tenue à l'incendie des produitsutilisés.

4.2.2.2 - /Montage et suspension desconduits rigidesLes éléments de conduit rigide à soudure lon-gitudinale ou hélicoïdale doivent être suspen-dus en plusieurs points, pour éviter les défautsd'étanchéité à l'assemblage dus aux déforma-tions sous leur poids propre.Les joints doivent rester peu sollicités par desmoments ou des efforts de cisaillement.

4.2.2.3 - Remp/acement des conduitsPour limiter les fuites importantes qui peuventse produire notamment dans les zones de tra-vaux complémentaires, la suspension desconduits doit être conçue de manière à per-mettre le remplacement rapide des élémentsendommagés.

4.2.2.4 - Passage dans les équipementsLa conduite des travaux d'un tunnel peut ame-ner à avoir plusieurs ateliers successifs que lesconduits de ventilation devront traverser (ate-lier d'étanchéité, de bétonnage de radier, debétonnage de voûte,.. .etc).Ces passages devront être particulièrementétudiés, afin qu'ils ne soient pas à l'origine depertes de charge supplémentaires ou de dété-rioration du conduit lui-même.

4.2.2.5 - Dans la zone d'avancementC'est dans cette zone que les conduits sont lesplus exposés, soit à cause du déplacementdes engins qui sont particulièrement impor-tants dans cette zone, soit et surtout par lestirs en cas d'utilisation d'explosif.Le dernier tronçon de conduit étant le plusexposé, on gardera toujours ce même élé-ment en extrémité tant qu'il restera utilisable.On pourra aussi adopter la mise en œuvred'éléments télescopiques que l'on pourrareplier au moment du tir.

4.3 - Procédures etconsignes d'utilisation de laventilationMême si la conception du système de ventila-tion d'un chantier est adaptée, le dimension-nement de ses éléments correct et la mise enœuvre faite dans les règles, la ventilation estparfois insuffisante dans certaines phases detravaux, simplement parce que son fonction-nement est mal compris ou que son utilisationau jour le jour n'est pas correcte.Il est donc indispensable que le Chef d'éta-

blissement établisse un document précisantles procédures et consignes d'utilisation dusystème de ventilation du chantier indiquantnotamment :• la séquence de mise en route des ventila-teurs en fonction des phases de travail,• le processus d'avancement des gaines deventilation et les distances à respecter par rap-port au front,• la fréquence des différentes opérations decontrôle,• les opérations d'entretien régulier et leurfré-quence,• d'une manière générale, toutes dispositionsà prendre pour assurer un fonctionnementsatisfaisant de la ventilation installée.

4.4 - Dispositifsde protection du personnelCompte tenu des principes de préventionénoncés plus haut, le recours aux dispositifsque nous citerons ci-après ne peut être qu'ex-ceptionnel ou ne constituer qu'un appoint auxdispositions plus générales destinées à assu-rer la qualité de l'air pendant l'exécution destravaux.

4.4.1 - Protections collectivesII s'agit essentiellement des cabines pressuri-sées et/ou climatisées dont sont équipés lesengins de production, notamment lesmachines à attaque ponctuelle, les robots deprojection de béton ou encore les engins dechargement du marin.Dans cette rubrique on classera également lacabine "Respir", local collectif pressurisé ali-menté en air neuf depuis l'extérieur, qui apour vocation de mettre en sécurité l'équipede creusement pendant la phase d'évacuationdu bouchon de tir, en lui évitant de ressortir àl'extérieur.

4.4.2 - Protections individuellesOn citera pour mémoire dans cette rubriqueles équipements de protection respiratoiresspécifiques auxquels on aura recours unique-ment en cas de danger ou de nécessité abso-lue de pénétrer dans une zone à atmosphèrepolluée.

5. MAINTENANCE ETCONTROLES5.1 - GénéralitésAfin d'assurer la sécurité et de protéger lasanté des travailleurs de son Etablissement,les dispositions réglementaires imposent auChef d'Etablissement et au travailleur indé-pendant de prendre, notamment, les mesures

d'organisation propres à déceler, en tempsutiles, toute détérioration susceptible de créerdes dangers.Parmi celles-ci, le Code du Travail prévoit quedes vérifications et contrôles périodiquesseront effectués pour s'assurer du bon état deconformité tant des locaux, des installations etéquipements de travail que des moyens etéquipements de protection.Les vérifications et contrôles périodiques selimitent, en outre, aux seules obligationsissues du Code du Travail et ne comportentpas celles imposées par d'autres ministères(Industrie - Urbanisme et Logement -Transport...}.La nature et le contenu de chaque vérificationet contrôle sont définis dans les arrêtés spéci-fiques auxquels il y a lieu de se reporter pouren connaître le détail.La périodicité des vérifications correspond àune prescription minimale et des examens etvérifications s'imposent notamment à la suitede toute défaillance ayant entraîné ou non unaccident ou après tout effort anormal ou inci-dent ayant pu provoquer un désordre dansl'installation (article 22 du décret du08.01.1965).Par ailleurs, l'inspecteur du travail peut, à toutmoment, prescrire des vérifications supplé-mentaires.La vérification est une inspection de l'installa-tion en vue de s'assurer de son bon fonction-nement et doit s'insérer dans une action demaintenance.Définitions• Le contrôle est une estimation de la confor-mité d'un matériel ou d'une situation. Il esteffectué, le plus souvent, par un organismeagréé de contrôle technique ou par l'adminis-tration.• Le terme "visite" renvoie parfois à la notiond'examen. Il est utilisé le plus souvent par laréglementation lorsqu'on est en présence decuves, de canalisations, de réservoirs, de réci-pients creux ou d'appareils présentant unecavité.• La notion d'entretien renvoie à des opéra-tions de nettoyage ou de réparations cou-rantes sur l'appareil.• Le terme "épreuve" est utilisé notammentdans le domaine des appareils à pression.L'épreuve consiste à soumettre l'appareil àune pression hydraulique appropriée, supé-rieure à la pression maximale en service. Cettepression est maintenue pendant tout le tempsnécessaire à l'examen complet de l'appareil eten particulier de ses parois. L'appareil seraréputé avoir subi l'épreuve avec succès, s'il asupporté la pression d'épreuve sans fuite nidéformation permanente.

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5.2 - la maintenanceet les vérifications

Pour les équipements de travail ne faisant pasl'objet d'un arrêté spécifique, ils sont soumisaux obligations définies par l'article L 233.5-1du Code du Travail qui précise ceux qui doi-vent être maintenus en état, d'où la nécessitéde faire procéder à une maintenance.Des essais fonctionnels sont à déterminer enfonction du matériel et du site sur lequel il estinstallé. Ceux-ci sont précisés dans le livret demaintenance.La maintenance du matériel doit être assuréeafin de préserver la sécurité et la santé des tra-vailleurs.Il est de la responsabilité de l'Entrepreneur derechercher toutes les anomalies et détériora-tions de l'installation susceptibles de nuire auxconditions de travail et d'affecter la sécurité etla santé des travailleurs.Pour ce faire, l'Entrepreneur doit désigner uneou plusieurs personnes chargées de la main-tenance des équipements qui doivent alorsêtre désignées de façon spécifique et être for-mées spécialement pour respecter les pres-criptions et conditions d'exécution de leurstâches (Articles R 233-9 et R 233-10 du Codedu Travail).Par ailleurs, les essais et vérifications initiaux etpériodiques sont prévus pour un grandnombre d'équipements, par le Code duTravail qui en fixe la périodicité et le contenu(voir tableaux ci-après).L'article R 233-11 précise que ces "vérifica-tions sont effectuées par des personnes quali-fiées, appartenant ou non à l'établissement,dont la liste est tenue à la disposition de l'ins-pecteur du travail ou du contrôleur du travail.Ces personnes doivent être compétentesdans le domaine de la prévention des risquesprésentés par les équipements de travail".Le résultat des vérifications générales pério-diques est consigné sur le registre de sécu-rité de l'Etablissement.Lorsque les vérifications périodiques sont réa-lisées par des personnes n'appartenant pas àl'établissement, les rapports établis à la suitede ces vérifications doivent être annexés auregistre de sécurité.Le registre de sécurité doit être tenu à disposi-tion de l'Inspection du travail, du servicePrévention de la CRAM et de l'OPPBTP.

5.2.1 - La formation et l'informa-tion du personnel de maintenanceL'article R233-2 du Code du Travail prévoitque le chef d'Etablissement doit informer, demanière appropriée, les travailleurs chargés

de la mise en œuvre ou de la maintenancedes équipements de travail :• des conditions d'utilisation ou de mainte-nance de ces équipements de travail,• des instructions ou consignes les concer-nant,• de la conduite à tenir face aux situationsanormales prévisibles,• des conclusions tirées de l'expérienceacquise permettant de supprimer certainsrisques.Cette information est élaborée sur la base dela Notice d'instructions normalement remiselors de l'acquisition de tout équipement detravail conforme aux règles de mise sur lemarché.La "manière appropriée" consiste en une for-mation à la sécurité, dont l'article R 233-3nous dit qu'elle "doit être renouvelée et com-plétée aussi souvent qu'il est nécessaire pourprendre en compte les évolutions des équipe-ments de travail dont ces travailleurs ont lacharge".

5.2.2 - Le registre demaintenanceCe registre doit indiquer le matériel à vérifier,la périodicité de ces vérifications et lecontenu.Sur ce registre, doivent être mentionnés lescontrôles, leurs dates et les matériels concer-nés.Le suivi des observations et constatations doitêtre clairement indiqué et émargé par la per-sonne chargée des travaux de remise enconformité et de la suppression des défauts.Ce registre peut être informatisé, sous réservede l'accord de l'Inspection du Travail.

5.3 - Les contrôles

5.3.1 - GénéralitésDes contrôles et des travaux d'entretien doi-vent être effectués de manière régulière afin,en premier lieu, de vérifier que les hypothèsesprises en compte dans le dimensionnementsont bien vérifiées et que les caractéristiquesde ventilation obtenues sont bien conformesau calcul, et, en second lieu, d'assurer un bonfonctionnement de l'installation pendanttoute la durée du chantier.

L'entrepreneur est responsable des travauxd'entretien et de contrôle de l'installation deventilation du chantier et doit prendre toutesles mesures nécessaires pour assurer cettemission de manière satisfaisante.

5.3.2 - Les contrôles de l'Entreprise

Les différents contrôles à effectuer peuvent serépartir de la manière suivante :I les contrôles aérauliques et électriques quipermettent de vérifier les quantités d'air fraisamenées aux différents points du chantier,> les contrôles de teneur en poussières et engaz polluants qui permettent de vérifier que laqualité de l'atmosphère est bien conforme àla réglementation,> les contrôles techniques de l'installation elle-même, concernant notamment le contrôledes fuites sur les conduites ou le fonctionne-ment des ventilateurs.L'ensemble des contrôles effectués sera consi-gné dans un registre spécialement prévu à ceteffet et qui sera tenu à la disposition du Maîtred'Œuvre et des organismes de contrôle et deprévention.

5.3.2.1 - Contrôles aérauliques et élec-triquesL'Entrepreneur doit mesurer les caractéris-tiques du réseau de ventilation, notamment :• les mesures de débit et de pression dans lesconduites représentatives (en amont et enaval des ventilateurs, changement de section,conduites non étanches..),• les mesures de puissance électrique desventilateurs.Ces mesures de contrôle peuvent montrer desinsuffisances de débit et en conséquencel'Entreprise doit procéder aux réparations etaux modifications nécessaires pour maintenirl'installation en parfait étatLes mesures de débit et de pression se ferontde préférence dans des sections de mesuresinstallées à cet effet. Les points de mesuredevront être installés à une distance des venti-lateurs ou des points singuliers supérieure à30 fois le diamètre du conduit considéré.Le chantier devra disposer en permanencedes instruments de mesure de débit et depression adaptés au chantier et les mesureselles-mêmes feront l'objet d'une procédureparticulière.

5.3.2.2 - Contrôle d'atmosphèreL'Entrepreneur doit procéder régulièrementaux contrôles d'atmosphère qui ont pour butde vérifier les concentrations des élémentspolluants, gaz et poussières, concentrationsqui ne doivent pas dépasser les valeurs pres-crites par les textes réglementaires au niveaudes différents postes de travail.Ces contrôles s'effectueront séparément surchacun des éléments polluants pris encompte dans la conception de la ventilationdu chantier, la fréquence de ces contrôlesdevant être déterminée en accord avec les

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 70 - MARS/AVRIL 2OO3

TABLEAU DIS PRI MCI PALES VERIFIC ATIONS REGLEMENTAIRES DU MATERIEL ET DES INSTALLATIONS

MatérielInstallation

Tous équipementsde travail

- A la diligence duChef d'établissement

- Sur demande de[Inspecteur du Travail

Equipements deprotection individuelle

- tous équipements

- gilets de sauvetagegonflables

- équipements deprotection individuellecontre les chutes

- Stocks de cartouchesfiltrantes antigaz pourappareils deprotection respiratoire

NatureIntervention

Examen

EssaiVérification

Vérification parOrganisme agréé

Vérification et nettoyage

Vérification générale

Vérification générale

Vérification générale

Fréquenceminimum

- Avant mise en service

A la suite d'unedéfaillance,incident aprèsdémontage suivide montage,modification

- Après opération demaintenance

- Avant attribution à unnouveau titulaire

- tous les 12 mois

- tous les 12 mois

- tous les 12 mois

Mention desrésultats

Registre de sécurité

Registre de sécurité

Rapport de l'Organisme agréé

Registre de sécurité

Registre de sécurité

Registre de sécurité

Références Personne Notesréglementaires chargée Intervention

Personnes chargées de laArticle 22 et 23 (D.08.01.65) vérification

R 233- 11

Personne qualifiée Liste tenue à(compétente) disposition de

l'inspection duTravail

Code du Travail Art, R 233-4

Code du Travail Art. 233-5-2(tous équipements) Organisme agréé

Art. 233-80(équipements d'occasion)

Chef d'établissement

Art. 16(0.08.01.65)R.233.11

Code du Travail Art.233.42.2 Personne qualifiéeArrêté du 19,03.1993

Code du Travail Art. RArrêté du 19.03.1993233.42.2

Code du Travail Art. R233.42.2Arrêté du 19.03.1993

**

MatérielInstallation

Lutte contre l'incendie. Etablissement de plus de 50personnes et locaux où sontstockées ou manipulées desmatières inflammablesappartenant au premier groupe(ex, : essences, mazout,solvants divers, poussières debois)

. Extincteurs

Appareils de levage etaccessoires de levage. Tous appareils de levage etaccessoires

. Appareils installés 4 demeureet leurs accessoires

. Elévateurs non installé:, àdemeure et soumis àdéplacements fréquents

. Elévateurs de poste de travai

. Elévateurs de poste de trava.lmus à la main

. Appareils de transport depersonnes en élévation

Installations électriques

Cuves, bassins et réservoirscontenant des produits corrosifs

Silice

Bruit

Locauxbruyants

Nature deL'Intervention

Vérification et essai

Vérification

- Vérification de mise en service

- Vérification de remise enservice

- Vérification généralepériodique

- Vérification généralepériodique

- Vérification généralepériodique

- Vérification généralepériodique

- Vérification généralepériodique

Vérification

Visites

Contrôle empoussièrement

Mesurage

Mesurage

Fréquenceminimum

- Tous les 3 mois

- Tous les 12 mois (par lefournisseur de1'instaiïaaon)

-Tous les 12 mois

- Tous les 6 mois

- Tous les 6 mois

- Tous les 3 mois- Tous les 6 mois

- A la mise en service etaprès modification destructure

- Tous les 12 mois

- Tous les 12 mois

Initial

Après dépassementdes valeurs limites

InitialPériodiqueSur mise endemeure de 11.T.

Mention desrésultats

Registre de sécurité

Registre de sécurité

Registre de sécurité

Registre de sécurité

Registre de sécurité

Registre de sécuritéRegistre de sécurité

Registre de contrôle +rapport de vérification

Registre de contrôle

Registre de contrôle

Registre de contrôle

Référencesréglementaires

Code du Travail - Art. R 233-40

Arrêté (industriel) du20.05.1963

Principes C.N.M.I.H.

Code du Travail - Art.R233.ll. 1

Arrêté du 09.06. 1993

Code du Travail - Art. R233. 1 1Arrêté du 09.06. 1993

Code du Travail - Art. R 233. 1 1Arrêté du 09.06. 1993

Code du Travail - At. R233. 1 1Arrêté du 09.06. 1993

Code du Travail - Art. R233. 1 1Arrêté du 09.06. 1993

Code du Travail - Art. R233. 1 1Arrêté du 09.06. 1993

Décret du 14.11.1988(Art. 53, 54, 55)

Arrêté du 20.12.1988 modifié

Code du Travail - Art. R233.43

Décret 10.04.97Arrêté 10.04.99

Code du TravailArt 23154.6

Arrêté 10.04.97

Code du TravailR 232.8-1 à 4

R 232.8-7

R235.llArrêté 30.08.90

Observations

Voir fiche de sécurité :A6F01

"Lutte contre le feu"

Comité National duMatériel

Incendie Homologué

Voir circulaire 93/22du 22.09. 1993

Si vérificateur extérieur, lerapport de vérification doit

être joint au registre desécurité

Rapport de vérificationpériodique au poste de

commande

Voir fiche de sécurité :Gl FOI

Schéma type d'uneinstallation électrique

de chantierVoir fiche de sécurité

C9F01Compresseurs d'air -

Réservoirs d'air compriméOrganismes agréé

Employeur

Employeur

Organisme agréé

Notes

Voir Annexe A

Voir Annexe B

Surveillancemédicale

SurveillanceMédicale.Formation destravailleurs

]

| Ventilation des ouvrages souterrains en cours Je construction

organismes de prévention en fonction del'avancement des différentes phases du chan-tier.

Les contrôles doivent être réalisés au front etaux postes de travail répartis le long des diffé-rentes sections de l'ouvrage ventilées etconcernent notamment :• les teneurs en gaz et vapeurs : gaz carbo-nique, oxyde de carbone, vapeurs nitreuses,anhydride sulfureux,• les teneurs en poussières,• les teneurs en silice.La teneur en polluant doit en tout état decause, en tout lieu et à tout instant, demeurerinférieure à chacun des seuils définis dans lestextes réglementaires en vigueur tel parexemple le décret n° 97-331 du 10 avril 1997relatif à la concentration en poussière siliceusesur les lieux de travail.Les résultats du contrôle de l'Entreprise seronttransmis chaque semaine au Maître d'Oeuvreet chaque document doit comporter au mini-mum :• le type d'appareil de mesure de la pollutionet les dispositions de traitement des informa-tions,• le dispositif d'alarme de façon à procéder àl'évacuation de tout le personnel en souter-rain en cas de dépassement de seuil autorisé,• le rapport circonstancié adressé au Maîtred'Œuvre et au coordonnateur S.P.S indiquantnotamment :• le niveau de pollution mesurée,• les dispositions immédiates prises sur lechantier,• l'origine et les causes de dépassement duseuil ainsi que les dispositions prises pour yremédier à l'avenir.Lorsque cela sera possible, l'Entreprise pourraproposer d'ajouter à ces mesures des disposi-tifs d'enregistrement permanent de certainspolluants; le projet de l'Entreprise doit dansce cas définir les caractéristiques et les prixdes matériels utilisés.

5.3.2.3 - Contrôles techniquesLes contrôles de l'Entreprise concernent tousles éléments mécaniques qui participent à laconception de la ventilation, aussi bien lesventilateurs et les conduites que les dispositifsparticuliers tels que les installations dedépoussiérage et les dispositifs de traitementde gaz.Pour les conduites, ces contrôles porteront enparticulier sur les points suivants :• fuites,• défauts d'étanchéité des raccords,• suspensions et fixations,

• accumulation d'eau ou de poussières auxpoints singuliers.En ce qui concerne les ventilateurs, lescontrôles porteront sur le point de fonctionne-ment effectif des ventilateurs et sur les opéra-tions d'entretien prévues par le constructeur.

Pour ce qui est de tous les autres dispositifsdont la fonction est d'éliminer tout ou partiel-lement tel ou tel polluant produit par lesengins de travail ou par l'activité même duchantier, les contrôles s'attacheront à vérifierque l'efficacité de ces dispositifs est bienconforme à ce qui a été pris en compte dansla conception du traitement des polluants.Dans le cas particulier des dépoussiéreurs, cescontrôles porteront notamment sur :• les filtres,• la sédimentation dans les conduits d'ame-née,• la maîtrise des poussières jusqu'au point dedécharge,• l'alimentation en eau et l'état des busespour les dépoussiéreurs par voie humide.

5.3.3 - Le contrôle extérieurLe contrôle extérieur, organisme spécialisémandaté par le Maître d'Œuvre, a pour mis-sion :I Concernant les installations de ventilation :• de vérifier les dispositions du mémoire tech-nique de l'Entreprise lors de la mise au pointdu marché,• de viser les procédures d'exécution relativesau dimensionnement, la note de calculs et lesphases,• de lever les points d'arrêt au cours des diffé-rentes modifications des installations.I En terme de qualité d'atmosphère :• de définir, dès l'étude de l'Entreprise, lesmoyens de contrôle et les méthodes de mesu-rage (matériel de mesure, taux maximum à nepas dépasser..) de toutes les nuisances identi-fiées (gaz, poussières, hydrométrie, tempéra-ture) à contrôler pendant les travaux, aussibien en souterrain qu'à l'air libre• de faire respecter sur le chantier lesconsignes arrêtées et planifiées dans lespoints critiques ou d'arrêt,• de surveiller les volumes mal ventilés en sou-terrain (fouilles, garages, niches..) pouvantêtre envahies par les gaz toxiques,• de tenir à jour un registre sur lequel les diffé-rents résultats seront consignés.

5.3.4 - Appareils de mesure

5.3.4.1-Mesure de débit

Généralement, le débit est calculé à partir de lamesure de la vitesse de l'air et de la section duconduit. Différents types d'appareils peuventêtre utilisés pour mesurer la vitesse d'air :• Tube de Pitot (mesure de la pression dyna-mique)• Anémomètre à fil chaud• Anémomètre à moulinet• Anémomètre à ultrasonsLe débit peut également être mesuré par tra-çage. Le débit est calculé par mesurage de laconcentration d'un gaz traceur émis en quan-tité connue en amont du point de mesure.

5.3.4.2. /Mesure de pressionLes mesures de pression peuvent être réali-sées au moyen de manomètres hydrosta-tiques, mécaniques ou électroniques.

5.3.4.3. /Mesure de teneur de gazLes mesures de concentration en gaz peuventêtre réalisées au moyen d'appareils portablesà réponses instantanées ou d'appareils fixes. Ilconviendra d'utiliser un type d'appareil demesure adapté à la nature du ou des gaz.

a,Ce matériel bon marché et d'un emploi simpleoffre une précision et une sensibilitémédiocres.

èCes appareils sont faciles à utiliser. Cependantle résultat de la mesure peut être faussé parles interférences liées à la présence simulta-née de plusieurs polluants. De plus, II estnécessaire d'étalonner régulièrement cesappareils pour tenir compte du vieillissementdes cellules de mesure.

à

Ce type d'appareil permet de mesurer ungrand nombre de polluants avec une bonneprécision. De plus, ils autorisent la mesure dela concentration de plusieurs gaz simultané-ment. Cependant ils nécessitent des étalon-nages fréquents qui ne peuvent être réalisésque par des spécialistes. Ces appareils sontrelativement fragiles et d'un coût plus élevé.

Ces appareils, très précis, sont plus particuliè-rement utilisés pour la mesure chimique desconcentrations en monoxyde et dioxyded'azote. Ils sont relativement fragiles et d'uncoût plus élevé. Ils ne peuvent être mis enœuvre que par un personnel qualifié.

5.3.4.4. /Mesure de poussièresL'article 3 de l'arrêté du 10 avril 1997, relatif aucontrôle de la santé des travailleurs exposés

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° '\76 - MARS/AVRIL 2OO3

Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

aux poussières de silice cristalline, stipule quela détermination de la concentration moyennedes poussières alvéolaires en silice cristallinedoit être réalisée en respectant les méthodesnormalisées suivantes (ou selon toute autreméthode équivalente normalisée) :• Norme AFNOR NF X 43 - 295 -Détermination par rayons X de la concentra-tion de dépôt alvéolaire de silice cristalline etéchantillonnage par dispositif à coupellerotative (type CIP10).• Norme AFNOR NF X 43 - 296 -Détermination par rayons X de la fractionconventionnelle alvéolaire de silice cristallineet échantillonnage sur membrane filtrante(cyclone 10 mm).

5.3.5. Fréquence des contrôlesLa mise en œuvre des contrôles et de la fré-quence des différents types de contrôle feral'objet d'un protocole qui sera basé surl'avancement des différents ateliers, le pha-sage des opérations et les différentes modifi-cations que subit le chantier au cours de sonavancement.Nota : Le contrôle externe fera appel à desorganismes agréés dont la liste pourra êtreobtenue à tout moment auprès des CRAMoudel'OPPBTP,

6. ORGANISATION - CADREADMINISTRATIF

6.1 - Démarchegénérale

La ventilation de chantier constitue un deséléments clés de la construction d'unouvrage souterrain. Sa conception et sa miseen œuvre sont donc intimement liés à l'éla-boration du projet dans son ensemble depuisson initiation jusqu'à sa réalisation.• Au cours d'un projet interviennent :• Le Maître d'Ouvrage• Le coordonnateur Sécurité / Santé -Conception / Réalisation• Le Maître d'Œuvre• Les Entreprises• Les Pouvoirs Publics• Les Organismes de Contrôle et de PréventionToutes ces entités ont un rôle à jouer - parleurs avis et leurs décisions - dans la mise aupoint et la réalisation du projet comportantnotamment, sujet de cette recommandation,la conception et l'exploitation de la ventila-tion de chantier.

6.1.1 - Niveau d'intervention desdifférents acteursAu cours de la réalisation d'un projet les troisacteurs principaux dont l'intervention vadéterminer la conception finale de l'ouvragesont:- Le Martre d'Ouvrage et son coordonnateurSécurité / Santé- Le Maître d'Œuvre- L'Entrepriseet chacun a un rôle à jouer dans les diffé-rentes étapes du projet :- Avant-Projet- Projet- Réalisation

6. / . / . /- Avant-Projet et Projet

Le Maître d'Ouvrage :-définit le programme général del'Opération,

-effectue toutes les formalités administra-tives nécessaires à la réalisation del'Opération,

- met en place le Coordonnateur Sécurité /Santé en phase de conception et lui donnel'autorité et les moyens nécessaires à sa mis-sion,

- fait établir par le Coordonnateur Sécurité /Santé le P.G.C-S.P.S de l'Opération,

-tient compte des observations duCoordonnateur Sécurité / Santé,

- informe les acteurs principaux des observa-tions du Coordonnateur Sécurité / Santé.

Le Maître d'Œuvre :- réalise pour le compte du Maître d'Ouvrage

les études d'Avant Projet et de Projet del'Opération en vérifiant la faisabilité tech-nique des ouvrages proposés conformé-ment à la réglementation en vigueur,

- invite le Coordonnateur Sécurité / Santé auxréunions,

- informe le Coordonnateur Sécurité / Santédes dispositions prévues et lui remet tousles documents requis,

-tient compte des observations duCoordonnateur Sécurité / Santé,

6. I. 1.2 - Réalisationa. Le Maître d'Ouvrage :

-effectue toutes les formalités administra-tives nécessaires à la réalisation del'Opération,

- met en place le Coordonnateur Sécurité /Santé en phase réalisation avec l'autorité etles moyens nécessaires à sa mission,

-veille à l'application du P.G.C-S.P.S del'Opération,

-tient compte des observations duCoordonnateur Sécurité / Santé,

- demande les P.P.S.P.S aux entreprises,- constitue le C.I.S.S-C.T si les conditions sontréunies.

b. Le Maître d'Œuvre :- s'assure que les études d'exécution de laventilation répondent aux besoins du pro-gramme,

- invite le Coordonnateur Sécurité / Santé auxréunions,

- informe le Coordonnateur Sécurité / Santédes dispositions prévues et lui remet tousles documents requis,

-tient compte des observations duCoordonnateur Sécurité / Santé,

- participe aux activités du C.I.S.S-C.T,- veille à l'application du P.P.S.P.S et à la miseen œuvre des dispositions prévues enmatière de sécurité.

c. L'Entreprise:

- détermine les risques liés à son activité dansla réalisation de l'opération,

- étudie les dispositions de chantier en fonc-tion des méthodes et des moyens d'exécu-tion qu'elle propose au moment de l'appeld'offre ou qu'elle met en œuvre au momentde la réalisation,

-établit le P.P.S.P.S,- effectue tous les contrôles et toutes les opé-rations nécessaires au bon fonctionnementde ces installations et au respect de la régle-mentation.

6.1.2 • Les intervenants dans leprojet de ventilationL'ensemble des dispositifs de ventilation etde maîtrise de la qualité de l'atmosphèred'un chantier doit être considéré comme unouvrage à part entière et doit donc être étu-dié comme tel en suivant la logique habi-tuelle de l'étude de tout ouvrage :- Recueil des données de base, qui com-porte en particulier :- les caractéristiques géométriques des ouvrages,- les phases de réalisation des travaux,- les méthodes employées,- les caractéristiques des différentes sourcesde pollution,- la détermination des besoins en air neuf.- Principe de ventilation adopté et caracté-ristiques générales,

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

I

Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

• Dispositions particulières de maîtrise dessources de pollution et de protection contreles risques,• Dimensionnement des différents éléments,• Dispositions constructives, plans et schémas,• Mise en œuvre et contrôles.• Dans ce processus, la phase la plus délicatereste la conception du système de ventilationet le choix des méthodes permettant derépondre aux besoins du chantier en air neuf.

6.2 - La consultation desEntreprises

Le choix du système de ventilation et la déter-mination des débits d'air dépendent en géné-ral de la méthode d'excavation et des moyensmis en œuvre.Le dossier d'appel d'offres comportera doncun certain nombre d'articles spécifiques serapportant à la ventilation de chantier et éga-lement aux conditions physiques du milieu.Notamment sur le dernier point :• caractéristiques des terrains,• présence de silice, d'amiante,• radioactivité,• gaz../méthane...,• conditions de température.La ventilation de chantier étant une prestationà part entière, nous recommandons d'indivi-dualiser clairement dans les documents d'appeld'offres la rémunération des dispositifs deventilation :I de préférence par un ensemble de prix uni-taires accompagnés d'un quantitatif, faisantapparaître les différentes parties de l'installa-tion, les dispositifs particuliers, le coût del'énergie, de manière à faire suivre au plusprès la rémunération de la ventilation avec samise en œuvre.I éventuellement par un prix global et forfai-taire payé en plusieurs fractions ; dans ce casl'entreprise doit fournir un sous-détail des prixforfaitaires proposés :• xx % après réalisation des installations deventilation générale,• xx % dans un délai de xx mois après le pre-mier versement,• xx % après démontage des installations etrepli des matériels.Nous préconisons également que le contrôleexterne de la qualité de l'air fasse l'objetd'une rémunération séparée.

6.3 - Le projet de ventilationde l'Entreprise

6.3.1 - L'offre techniqueL'Entreprise remet avec son offre globale unprojet de ventilation de chantier afin de justi-fier l'adéquation du système de ventilationaux méthodes d'exécution proposées.L'Entreprise s'attachera à rechercher des solu-tions qui limitent au maximum l'émission depollution, en privilégiant notamment lerecours à des équipements électriques.• La priorité doit être donnée à l'aspirationdes gaz, poussières et fumées le plus prèspossible des zones d'émission des polluantsafin de les capter à la source (front de taille,reprise de strass, atelier de soutènement, ate-lier de revêtement..).• Si ces conditions ne peuvent être réalisées,(ateliers provisoires..) une ventilation auxiliairesoufflante devra être installée pour ne pas lais-ser subsister de zones mortes.L'offre doit comporter :• tous les éléments nécessaires relatifs audimensionnement de la ventilation,• toutes les contraintes de mise en œuvre desmatériels pour la réalisation du souterrain,

et particulièrement en détail, les points sui-vants:- hypothèses en besoins d'air frais ou d'extra-ction en fonction des travaux à réaliser,

- principe et schémas de ventilation (souf-flage-aspiration..),

- calculs aérauliques et électriques,-caractéristiques des ventilateurs (débits,pressions, positions),

- caractéristiques des conduits,- dispositifs particuliers et caractéristiques desmatériels mis en œuvre tels que dépoussié-reurs, silencieux, etc.

6.3.2 - Le coûtQu'il soit clairement identifié dans le contratpar une série de prix unitaires et/ou par unprix global et forfaitaire "Installation deséquipements de ventilation", ou qu'il soitréputé inclus dans les "Installations géné-rales", le coût des équipements de ventilationdoit comprendre :• la mise à disposition de la totalité des équi-pements de ventilation, nécessaires à l'exécu-tion des travaux en souterrain,* les essais de démarrage et de fonctionne-ment,• l'entretien et la maintenance de la ventilation,• les remaniements, réglages, renforcementset déplacements des équipements pendanttoute la durée du chantier en fonction desphases des travaux,

• la maintenance et l'entretien de l'armoire decomptage permettant de mesurer lesconsommations d'énergie,• les études d'exécution des équipements quiseront à soumettre au visa du Maître d'Oeuvreet qui comportent à la fois :• les études aérauliques dans toutes les confi-gurations du chantier,

• le dimensionnement des installations,• la fourniture des plans des équipements etdu matériel,

• les procédures de suivi de fonctionnementet notamment les mesures aérauliques deperformance à effectuer régulièrement (nouspréconisons tous les mois) au fur et à mesurede l'avancement du front de taille et de l'al-longement des conduits de ventilation ainsique les mesures de contrôle du taux de pollu-tion, et ce dans les conditions définies dans leP.G.C-S.P.S,• les dépenses en énergie,• le repliement des installations.

6.3.3 - La réalisationDans l'exécution du projet, l'Entreprise doitdéfinir les dispositions détaillées de la solutiontechnique choisie au moment de la soumis-sion et les moyens qu'il appliquera à mettreen œuvre.Le projet de ventilation en phase d'exécutiondoit notamment comporter :• les plans donnant l'installation générale deventilation (ventilateurs, conduites, por-tiques. ..), les installations électriques (transfor-mateurs, armoires...) et les installations parti-culières (dépoussiéreurs, silencieux...),• le programme des phases et les schémasnécessaires à l'exécution des travaux (avance-ment du front et des ateliers polluants..),• les calculs justificatifs des installations deventilation et les caractéristiques de celles-cipour chacune des phases d'exécution.Dans l'étude d'exécution, pour chaque phased'avancement du front de taille et pourchaque type de composition d'atelierconcerné, les hypothèses prises en compteconcernant les émissions de gaz et de pous-sières doivent être vérifiées.Elle doit également prendre en compte lesfuites éventuelles du réseau de conduites etles interférences entre les différents chantiersponctuels en souterrain.

» « « * « * « • « * » « » « « « » » « « TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

7. TEXTES REGLEMENTAIRES

7.1 - Réglementation

• Décret n° 84-1093 du 7 décembre 1984"Aération et assainissement"• Décret n° 97-331 du 10 avril 1997 relatif à laprotection de certains travailleurs exposés àl'inhalation de poussières siliceuses sur leurslieux de travail.• Décret n° 2001 -97 du 1 er février 2001 relatifaux règles particulières de prévention desrisques cancérogènes, mutagènes outoxiques pour la reproduction.

• Décret n° 2001-1016 du 5 novembre 2001portant création d'un document relatif àl'évaluation des risques pour la santé et lasécurité des travailleurs prévu par l'articleL 230-2 du code du travail et modifiant leCode du Travail.

• Code du travail - Arrêté du 15/3/1953 et du9/6/1993

7.2 - Normes

• Norme AFNOR NF X 43 - 295 -Détermination par rayons X de la concentra-tion de dépôt alvéolaire de silice cristalline etéchantillonnage par dispositif à coupelle

rotative (type CIP10).•Norme AFNOR NF X 43 - 296 -Détermination par rayons X de la fractionconventionnelle alvéolaire de silice cristallineet échantillonnage sur membrane filtrante(cyclone 10 mm).

•Norme AFNOR NF X 44-052 -Détermination des débits des ventilateurs surle site.

ANNEXESA LA RECOMMANDATION

ANNEXE I - DIMENSIONNEMENT .............................................1.1 - DIMENSIONNEMENT DES ÉLÉMENTSDE VENTILATION.............................................................................1.1.1 - HYPOTHÈSES DE CALCUL.................................................1.1.2 - PRINCIPES DE CALCUL - ÉQUATIONSFONDAMENTALES ...........................................................................

1.1.2.1 - Pertes de charge dans les conduits de ventilation..1.1.2.2 - Calcul des ventilateurs.................................................1.1.2.3 - Calcul particulier de ventilation dans un réseau

de galeries ......................................................................1.1.2.4 - Données atmosphériques...........................................

1.2 - RÉSULTAT DES CALCULS - INTERPRÉTATION................1.3 - CONCEPTION FINALE - MISE EN ŒUVRE.....................

1©wn

ANNEXE II-GLOSSAIRE 10*

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3 «

Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

ANNEXE I - DIMENSIONNEMENT

1.1 - Dimensionnement deséléments de ventilation

Le calcul du système de ventilation d'unchantier doit être conduit de manière àdémontrer que les débits d'air neuf et les dis-positions prises permettent de respecter lesvaleurs limites prescrites en tout point et àchaque phase du chantier.Les calculs d'aérage reposent sur les lois fon-damentales de la ventilation. Ils doivent per-mettre de déterminer :• le nombre, la position et les caractéristiquesdes différents ventilateurs installés,• le diamètre optimal et les caractéristiquesdes conduites,• les consommations énergétiques du sys-tème de ventilation.

1.1.1 - Hypothèses de calculPour pouvoir conduire des calculs de manièresimple, un certain nombre d'hypothèsesquant au comportement de l'air doivent êtreprises en compte :• on considère que l'air est incompressiblepour le niveau de pression couramment ren-contré en ventilation de chantier,• on se place en écoulement stationnaire,• on considère les pertes de charge pour unécoulement turbulent de type "tuyau ".

1.1.2 - Principes de calcul - Équa-tions fondamentalesLa circulation de l'air dans un réseau consti-tué par les ventilateurs, les conduites d'aéra-tion, les galeries où l'air est distribué, conduità des pertes de charge qu'il faut évaluer :c'est l'objet du calcul de la ventilation.L'équation de base de Bernoulli complétéed'un terme de pertes de charge entre deuxpoints d'un conduit permet d'écrire :

AH

ou:H charge de l'écoulement (Pa)p pression statique dans la section (Pa)p masse volumique de l'air (kg/m3)g accélération de la pesanteur (m/s2)z altitude de la section considérée (m)V vitesse débitante de l'air dans la sec-

tion (mVs) = Débit/Section

D'une manière générale, la perte de chargetotale AH est égale à la somme des pertesde charge linéiques ou frictionnelles AH Fcausées par le frottement du fluide le longdes parois du conduit et des pertes decharge singulières AH S liées au décollementdes filets ou à la formation de turbulences aupassage d'obstacles ou de points singuliers.

A T_r n , Dfrictionna If s $iïnffttïlér&

Nota : Etant donné la faible masse volu-mique de l'air (1,2 kg/m3 à 20°), le terme p gzn 'est généra/ement pas pris en compte

1,1.2.1 - Pertes de charge dans lesconduits de ventilation

La pression fournie par le ventilateur prenden compte les pertes de charges généréespar le ventilateur lui même, les accessoires(insonorisation, embouchures..), les conduitsde ventilation, les fuites des conduits et desraccordements et toutes les phases deconstruction, phases qui sont souvent carac-térisées par une longueur croissante desconduits.Dans certains cas, il faut également prendreen compte les pertes de charge dues àl'écoulement de l'air dans la galerie.La pression totale que le ventilateur fournits'obtient donc en évaluant l'ensemble despertes de charge.

a - SymbolesL (m) longueur du conduitdx (m) longueur du tronçon de conduit

concerné (i)DH(ITI) diamètre hydraulique du

conduit ou tronçon (=4.S./PH)S (m2) section du conduit ou tronçonPH (m) périmètre mouillé du conduit ou

tronçonp (kg/m3) masse volumique de l'air (valeur

usuelle = 1,2kg/m3 à 20°C)v(m/s) vitesse du flux d'air dans le

conduit (pas de fuite)dv (m/s) variation de vitesse dans le tron-

çon (i)vx (m/s) vitesse du flux d'air dans le tron-

çon (i) à l'abscisse xpx (Pa) pression statique dans de tron-

çon (i) à l'abscisse xdp(Pa) variation de pression dans le

tronçon (i)

Ç coefficient de singularités(entrée, sortie, coudes, rétrécis-sements, bouches, fuites...)

X coefficient de frottement moyendu tronçon de conduit

/'(mmVm2) rapport de la surface de fuite àla surface périmétrique

(i) indice relatif au tronçon deconduit

(x) abscisse dans le conduit à partirdu point x=0

b - Calcul des pertes

* Pertes de charge frictionnelles dans leconduit

- Pour un tronçon ne comportant aucune fuite(vitesse d'air constante)

PfrictionMlk = À, . ———DH

i— V

àV V p

- Pour un tronçon comportant des fuites(variation de vitesse )

ùX

de près;

P frictionne Ue2 -s*V,

~pT

dv

dpv. -dv— i»-p,-dp

dx

;on:

variation

P

^A.^L.lv*DH 2 '

variation de vitesse :D

Nota:Un réseau comporte toujours des points pré-sentant des défauts d'étanchéité, petitsaccrocs ou joints imparfaits entre éléments.Pour le calcul on admettra que ces défautsinévitables sont répartis de manière uniformesur toute la longueur du tronçon et que lespertes par fuites sont proportionnelles à la

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

surface de fuite et à la vitesse du flux d'airdans la fuite.Les fuites importantes et isolées ne sont pasprises en compte dans cette méthode de cal-cul, car elles peuvent être facilement détec-tées et doivent être éliminées.

• Perte de charge aux points singuliers

P 2Psinqulière = £ —— V

2

Exemple : rétrécissement local de la section du conduit

Vi

Parois béton ou maçonnerieExcavation tunnelierExcavation minage sans soutènementExcavation minage avec soutènement

0,02

0,02 à 0,050,04 à 0,100,06 à 0,15

SoupleConduitsConduit AConduit B

Spiragaines

5.10-5

10.10*20.105

5à2Q.W5

De 0,10 à 20

De 0,10 à 20La valeur de Ç peut être obtenue dans descatalogues spécialisés, comme par exemplecelui de I.C. Idel-Cik.

' Classes de conduits souples

Les 3 grandes classes de conduits souplesutilisés dans les réseaux aérauliques et défi-nis dans la Recommandation Suisse Sia sontrepris :• Conduits de la classe de qualité S : conduitsneufs, très bien montés avec grand soin etrégulièrement entretenus composés delongs éléments (> 100 m) avec peu d'accou-plements (très petites fuîtes et peu de pertespar frottement).• Conduits de la classe de qualité A :conduits neufs bien entretenus, montés avecun faible risque de détérioration (défautsd'étanchéité et pertes dues au frottementminimes). Leurs caractéristiques ne sontadmissibles que pour une exécution par"phases successives".• Conduits de la classe de qualité B : conduitsen service depuis un certain temps ou réutili-sés, entretenus régulièrement (défautsd'étanchéité et pertes dues au frottementd'importance moyenne).

• Coefficients de pertes frictionnelles etsingulières

Prise d'air librePrise d'air avec grilleRejetOuie d'aspirationConvergentDiffuseur

Rétrécissement brusqueElargissement brusqueRegistre d'isolementCoude à 45°Coude à 90°Dérivation

0,2 à 401

0,1 à 0,50,05 à 0,20,05 à 0,350,05 à 0,60

0,05 à 10,15 à 0,30,1 à 0,250,15 à 0,80,1 à 1,3

Classe de conduitMétalliqueBétonSouple Conduit S

Conduit A

Conduit BSpiragaines

Coefficient de frottement A,0,010àO,0150,015 à 0,02

/. 1.2.2 - Calcul des ventilateurs

a - PressionLa pression du ventilateur (P totale du ventila-teur) résulte de la somme des pertes friction-nelles et singulières et permet de déterminerla puissance du ventilateur. On y ajoute uneréserve de pression statique forfaitaire(Pforfaitaire) pour une éventuelle modifica-

tion du circuit (phasage) etune réserve de pression sta-tique prenant en comptel'action du vent frappant latête du tunnel et la hauteurde la couverture monta-gneuse.

0,0150,0180,024

> 0,025 et fonction de la conception

b - Choix du ventilateurLes courbes caractéristiques des ventila-teurs indiquent pour chaque débit d'air ladifférence de pression totale entre dessections déterminées d'une part du côtéde l'aspiration et d'autre part du côté de lapulsion du ventilateur. Si ces deux sectionssont égales, les pressions dynamiques dechaque côté du ventilateur le sont aussi etl'augmentation de la pression totale cor-respond à l'augmentation de la pressionstatique.

c - Puissance électrique

La puissance électrique est fonction de lapression totale P, du débit calculé Q audroit du ventilateur et des rendements :

N -

N (kW) puissance électrique du ventilateurQ (mVs) débit du ventilateurP (Pa) perte de charge totale du ventila-

teurT|v coefficient de rendement aérau-

lique (selon abaque du ventilateur)T)M coefficient de rendement du

moteur (selon indications du four-nisseur)

En général, le rendement global est del'ordre 0,6 à 0,7.Si des variateurs de fréquence sont utilisés, ilconviendra de tenir compte, en plus de celuidu moteur, du coefficient de rendement desvariateurs.

d - Utilisation de ventilateurs relaisPour des modifications de phasage, la pres-sion nécessaire peut être supérieure à la pres-sion calculée au projet. Dans ce cas, l'utilisa-tion de ventilateurs relais peut permettre unesolution économique. La somme des puis-sances des ventilateurs (tête du tunnel +relais) peut être inférieure à celle qui seraitnécessaire pour des ventilateurs montés ensérie au droit de la tête du tunnel. (Voirschéma page suivante).Quelques règles simples peuvent utiliser lecircuit relais défini dans la recommandationsuisse :• un tube d'acier de longueur L > 5 Dn doitêtre monté à l'extrémité du conduit souple nqui peut être réduit par l'aspiration provo-quée par la dépression du ventilateur duconduit suivant (tronçon n+1)

P totale du ventilateur > P forfaitaireLi P 2 . y ^ dx, P_v i

''" n ' o ' ' -" ' D ' 7 ' *'

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3 » « « « »

Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

\*—*•

Qn>=1,2Qivf1 L=>5Dn Q Qn+1

0,5 < d < Dn

TRONÇON n TRONÇON n+1

• le débit d'air du tronçon n par rapport autronçon n+1 doit être suffisant pour que leventilateur du conduit n+1 n'aspire pas del'air du tunnel au lieu de l'air neuf amené parle conduit n.• le diamètre intérieur Dn+1 de l'entonnoirdu conduit n+1 doit être égal ou inférieur à0,8 Dn et la distance d entre l'extrémité dutronçon n et l'entonnoir du tronçon n+1 doitrépondre à la condition suivante :0,5D» < d <1,0 D n• la quantité d'air Q> doit être supérieure de10-20% à la quantité Q.»i

/. 1.2.3 - Calcul particulier deventilation dans un réseau de galeriesDans une galerie ou dans un puits, les pertespar fuites sont quasiment inexistantes. Leséquations usuelles de flux dans un tube -pertes totales composées des pertes decharges frictionnelles et singulières - sontdonc applicables à un système de ventilationpar circulation d'air.

/. 1.2.4 - Données atmosphériques

a - Variation de la masse spécifique del'airLe tableau ci-dessous donne les caractéris-tiques de l'atmosphère standard internatio-nale pour la plage d'altitude entre 0 et 2000 mDans un système par circulation d'air, lespertes de pression dynamiques sont faibles

200400600800100012001400160018002000

1513,712.411.19.88,57,25.94.63,3

1013989966943921899877856835815794

1.231,21.181.161.131.111.091,071.051.031,01

(même vitesse entre galerie et échappe-ment). Il faut par contre, si le gradient ther-mique de la roche est important, tenircompte des différences de pression résultantdes variations de la masse spécifique de l'airdues aux variations de la températuremoyenne.

b - Influences atmosphériquesDes différences de pression, non négli-geables dans le calcul de la pression totale,peuvent se produire dans des systèmes à cir-culation d'air comportant de longs puits oudescenderies. Il convient donc de tenircompte de la pression supplémentaire que leventilateur devra fournir.La différence de pression s'exprime en pre-mière approximation de la façon suivante :

Ap différence de pression (Pa)Ah hauteur du puits [m]p« masse volumique de l'air extérieur

(kg/m3)pp masse volumique de l'air dans le puits

(kg/m3)Des différences de pression allant jusqu'à100 Pa peuvent en outre se manifester, pourdes raisons météorologiques, entre lesentrées (parfois appelé portail) d'un tunnel

ou d'une galerie horizontale per-cés.

c - La formation de brouillardDans certaines conditions, onobserve la formation debrouillard extrêmement gênantpour le travail. C'est par exemplele cas lors de la réalisation d'en-robé de chaussée en atmosphèreparticulièrement humide.Cela se produit également dansun réseau de galeries notam-ment en mine.Ce fut aussi le cas lors du creuse-ment du puits de ventilation du

Tunnel du Fréjus : le brouillard se formait auniveau du débouché de l'avant trou del'Alimak sur le puits en pleine section, par unphénomène de condensation par détente del'air chaud venant du tunnel.On adaptera le système de ventilation demanière à pouvoir contrôler le point derosée.En hiver, dans le cas de ventilation aspirante,l'air frais peut geler les venues d'eau au voisi-nage de l'entrée du tunnel. Le problème doitdonc être pris en considération dans laconception du système de ventilation.

1.2 - Résultat des calculs -Interprétation

D'une manière générale, les résultats des cal-culs de ventilation ne doivent pas conduireaux limites de fonctionnement du matérielchoisi et de l'installation.La validité de la solution du projet ne peutêtre retenue que si elle est associée à uneétude de sensibilité dans laquelle les condi-tions d'exécution du chantier doivent êtreconsidérées comme une marge demanœuvre, telles que l'augmentation dunombre des engins polluants, l'allongementdu chantier à ventiler (cas d'attaque par lesdeux extrémités d'un tunnel), etc.

1.3 - Conception Finale -Mise en œuvre

Le dimensionnement ayant été effectué sur lecas le plus défavorable et le plus contrai-gnant (hypothèses et étude de sensibilité), ilfaudra ensuite étudier l'adaptation de la solu-tion retenue aux différents cas de figure quivont se présenter au cours du chantier.La conception du système de ventilationdevra prendre en compte les contraintesd'installation du matériel, de prolongementet de déplacement des différentes unités(ventilateurs, ventubes) de passage au traversdes ateliers successifs, de réalisation d'ou-vrages annexes ainsi que de l'exécution detous les travaux de finition, revêtementbéton, peinture, enrobé. L'établissement deschémas pour chaque configuration permet-tra une bonne compréhension des disposi-tions adoptées.

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Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

ANNEXE II - GLOSSAIRE

jffipi lffi gaiw

________Dispositif de en circulation <te Nf p®f création d'une différence de pression entre deux points éloignés d'un circuitVentilation réversible SptèwfencSoiwant alternativement en soufflage et en aspirationVentilation complémentaire itf «te vtntîfâtCjn complémentaire venant s'ajouter au système principal pour traiter un aspect

Ventilateur axial ou hélicoïdal Ventilateur à hélice à paies propulsant l'air dans l'axe de la roueVentilateur radial ou centrifuge Vwtlateur à twe I aubes propulsant l'air par action centrifugeVentilateurs en série Venftateyn montés sur te mime circuit à la suite les uns des autes conduisant à une augmentation de pression

pourun débit donnéVentilateurs en parallèle montés cdtt a côte conduisant à une augmentation de débit pour une pression donnée

et branchés sur te mime conduitAccélérateur VwÉat» oéant une pression dynamique fce type de ventilateur n'est jamais associé à des gaines ) qui conduit aun

déplacement de f air directement dans la galerie {ou la partie ouverte du circuit)

Circuit de ventilation Ensemble du cheminement de l'air depuis la prise d'airfraîs jusqu'au rejet d'air vicié et comprenant notammenttes ventilateurs, tes conduites fit tous les dispositifs à prendre en compte pur la résistance du circuit

Silencieux Pisp^sftif statique destiné à réduire le niveau sonore d'un ventilateurCourt» caractéristique Courbe exprimant la relation entre la pression et le débit du ventilateur pour une vitesse de rotation, une orientation des

Différence de pression Elevâtes totale de pression, statique et dynamique entre les sections d'entrée et de sortie du ventilateurCharge Résistance d'un ou d'une partie de circuit en aval d'un ventilateurs ou accélérateurDébit volumique Quantité d'air fournie par unité de temps par un ventilateur (mVs)

Conduit de ventilation ïupy sôupte ou rigide servant à véhiculer l'air ente deux points du circuit d'air, exceptés les ventilateurs ou les dispositifststocîés (dispositif Insonorisation» registre, répartiteur}

fiéments de conduit ou rigides dont l'assemblage constitue le conduitCanar », conduit de ventilationVentubeMagasin à ventube(cassette à ventube) Dispositif permettant cte stocker plusieurs éléments de ventube et de les déplier au fur et à mesure de l'avancement

Suspension des conduits Sérftents de Ifeotfon peffnstjant de suspendre les conduits aux parois du tunnelFuite Airpttdupar début d'étanchéité d'un conduitRegistre SÉtwnt pfaéé $uf b circuit d'air permettant de contrôler le débit d'air circulant dans le circuit ou de fermer le circuitRépartiteur D&hftnt placé swr 1e circuit d'air et permettant de répartir l'air au point de rencontre de deux conduits distincts

Par voie sèche Dispositif de séparation des poussières par fixation mécanique sur des filtres à manche, à poches, à lamellesParvoie humide Dispositif de séparation des poussières par fixation humide par vaporisation ou rideaux d'eau

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3 • • • • • • • • • • ••••

Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

Ûos

DéM Éiwtini «rwWtft Ws)du v««1ateJf soûlant (m¥s)

QA 0«à»»fttJl8twr«spiitrjtCrtt»/s)ÛDdfQddaQMrQDdtQlprQCptOCppQCprbQCpbrQCpaQACC

d'air pair dit» tes gaz des moteurs diesel au front (nf/s)Débit d'aîr pour dilier les gaz des moteurs diesel dans les ateliers (nf/s)DêtÉ d'afr pour dïaer tegaz des moteurs diesel pour le roulage (nf/s)OlbJtd'alf total pour diluer les gai des moteurs diesel (m¥s)Débit d'air pour évacuer Sa poussiè» du rouiap frn*/s)DéîÉ d'air p*r «pter les poussières de tir (m¥s)QêM d*tlf pour capter les poussières de machine ponctuelle (mVs)Débit d'air pour opter les poussières de robot de projection de béton (mVs)Débit d'air pour capter les poussières de brise roche (m¥s)Débit d'ulr total pour capter tes poussières des ateliers (mVs)Débités l'accélérateur

f tÉWrt du ventilateur IkWft - Nominale / Appelée / A la roueNS ftjssirtcè dw ventilateur soufflant fjcVI/3NA Wsssnc» du ventilateur aspirant (kW)NACC Puissance de l'accélérateur

Chligft d0 l'écoulement (p statistique + p dynamique) (Pa)

Accélération de la pesanteur (m/s?)

StcÉ» caractéristique d'un tronçon de conduit ou de galerie (m2)0 tttmète caraetêffstiqtie d'un tronçon de conduit ou de galerie (m)âHF Ptrtss dt cha^g* parftottemeits sur les paroies d'un conduit

Pertes Jrîc&mnetles(Pa)Peitts de charge singulères (changement de direction, élargissement, bifurcation...) (Pa)

m Pertp «te chfjge tofâle du ckuit (Pa}

A r^ileard'urt pute ou entre tes deux boute d'un circuit (m)topwirciuteaçofldé conduite ou de galerie concerné (m)Variation cfe pression dans te tronçon de conduite ou de galerie (Pa)

dp/dx Gnctent de pression le long du tronçon de conduite ou de galerie ( Pa/m)VarlafoncfewtBsse dans le tronçon de conduite ou de galerie (m/s)

dv/dk Variation dt d'écoulement le long d« tronçon de conduite (m/s)lânpeiirdu circuit ou de la conduite ou de la galerie (m)Pression dynamique * p v* W

2

Pw Pression forfaitaire (Pa)p« Pression totale (Pa)

Température de l'air (°Q

» « « TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3 fHfi

Ventilation des ouvrages souterrains en cours de construction

Vfcfssedulw d'air dans la conduis * Débit/ Section [m/s)Tf* Vitesse du lux d'air d$$ te tronçon de conduite à l'abscisse x (m/s)P.

T|V

¥otwnicjue de l'air fkg/m1) {e » extérieur / p = pute}CûeÊcfeftt da perte de chaîne de frottement (=• frictionne!) du conduit ou de la galerie {sans dimension)€eefy*»t de perte singulière {»» dimension)RappeJrt entre la surface de Me et Ig surface périmétrique (mnf/m2)Cœiîcientde nsncteittsrëtdu moteur tsars dimension) * Puissance à l'arbre / Puissance appeléeCœftcfent de rendement du ventilateur (sans dimension) » Puissance aérolique / Puissance à l'arbre

V.M.E %|eur môpnne d'ex|»sîfion à un produit polluantVUE Valeur limite d'exposition à un produit polluant

CNAM Caisse Nationale d'Assurance MaladieCRAM Caisse Régionale d'Assurance MaladieC.G.S.S Caisse Générale de Sécurité SocialeOP.P.BJ.P Organisme Professionnel de Prévention du Bâtiment et des Travaux PublicsD.O.T.E Direction Départementale du Travail et de l'EmploiDJttE DJrectlon Régionale du Travail et de l'EmploiD,R.i.R.E Dîwctfon Régionale de l'Industrie, de la Recherche et de l'Environnement

C.CAG Cahfer des Clauses Administratives GénéralesC.CT.G Cahier des Clauses Techniques GénérâtesEP Etodes préliminairesA.P.S Avant Projet SommaireA.P.DRO.AD.C.E OossiercleCoTtsuttetion des Entreprises

CJ.S.SCT Ccjrrtlé Inter-enteprlse powr la Sécuiilé, ta Santé et les Conditions de TravailS.P.S el de Pf otectf or? de la SantéP.P.S.RS Pte Païf ailier de Sécurité et de Protection de la SantéR&CS.P.S Pian Géftêeat de Coordination pour la Sécurité et la Protection de la SantéDJ.U.O Dftisler d'Interventions Ultérieures sur l'Ouvrage

JUtl TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

Jean-Luc AUDUREAUVINCI CONSTRUCTION GRANDS PROJETS

Bruno DEMAYGTM-CONSTRUCTION

Montage du tonnelier.A Carrière plan, le Concorde

Un tunnel sous un aéroport

1 - INTRODUCTIONHeathrow est l'une des plus importantesplates-formes aériennes au monde en termede trafic passagers. En 1998, 60 millions depersonnes y ont transité, 80 millions y transi-teront en 2010, alors qu'il a été conçu pourrecevoir confortablement 50 millions de per-sonnes par an.Les habitués des aller/retour Paris-Londressavent combien il est fréquent de "tourner"au-dessus de Londres avant que l'avion nepuisse atterrir. Des retards d'une demi-heuresont courants. Le manque de stands d'avionau sol pour stationner et débarquer les pas-sagers cause aujourd'hui ces difficultés.Pour y remédier, BAA (BRITISH AIRPORTAUTHORITIES), opérateur d'Heathrow, aengagé un important programme de travauxqui va progressivement augmenter lenombre de stands d'avion, de 180 aujour-d'hui à 235 en 2012.Le calendrier peut être résumé comme suit :• Printemps 2005 : mise en service de 12stands supplémentaires reliés aux terminaux

actuels par un lien routier souterrain : !' "AirsîdeRoad Tunnel".• Printemps 2008 : mise en service d'un 5*™terminal (T5) et d'un satellite ainsi que de 43stands supplémentaires.Cet article décrit le développement de laconception de I' "Airside Road Tunnel" et dutunnelier qui creuse les tunnels. En conclu-sion sont présentés les résultats obtenusaprès le creusement du premier tunnel.

2 - LE CONTEXTECONTRACTUELB.A.A a confié à une joint-venture formée àparité de VINCI Construction Grands Projetset de MORGAN-EST, société anglaise de tra-vaux publics, la construction des tunnels etdes intertubes de I' "Airside Road Tunnel".Les tranchées couvertes aux extrémités destunnels sont réalisées par LAING O'ROURKE ;AMEC assurera toutes les installations élec-

XJNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - M° i 7<6 - MARS/AVRIL 2003

f reusement de l'Airsiè tel Tunnel sous l'aéroport d'Healrow

tromécaniques requises pour ce lien routier,MOTT MacDONALD étant responsable del'ensemble du design ("designer").

Le Client a choisi de rompre avec la traditionanglo-saxonne du "Designer" qui développela conception jusqu'à l'établissement desplans d'exécution de détail et de l'entrepre-neur "Contracter", appointé ensuite poursimplement exécuter.Il a souhaité établir, très tôt, des échangesentre "Designer" et "Contractors", avec pourambition d'optimiser la conception("Design") pour que celle-ci prenne en consi-dération, très en amont, les méthodes deconstruction.Plutôt que d'inscrire ces travaux dans le cadreclassique du processus conception - appeld'offres - construction, le Client a impliqué,très tôt, les entreprises pour qu'elles contri-buent à la conception. Le "Designer" a réa-lisé les études de faisabilité, comparant prin-cipalement une option tunnel à une optiontranchée couverte. Dès que la décision a étéprise de retenir l'option tunnel, la Joint-Venture a été mobilisée et a contribué audéveloppement de la conception depuis laphase avant-projet sommaire jusqu'auxétudes d'exécution.La sélection des entreprises a donc étéessentiellement basée sur l'expertise tech-nique et sur l'aptitude à travailler en partena-riat. Pour bien marquer son intention d'ins-taurer un climat de coopération et detransparence entre toutes les parties, leClient rémunère les entreprises sur une basede "cost + fée". Il assure le paiement du per-sonnel, matériel, matériaux etc ...à leur coûtréel, et la rémunération des frais généraux etdu profit, à travers une règle qui incite lesentreprises à employer leur personnel endirect plutôt que de recourir à l'intérim.L'objectif de ce mécanisme de rémunérationdes frais généraux, in fine, est de favoriserl'avènement d'excellentes performances enterme de statistiques "sécurité".Tout cela se concrétise dans un contrat quiest essentiellement un pacte de confianceentre B.A.A et la JV et qui ne manque pas delaisser perplexes les juristes. En revanche, lanature du contrat a clairement permis d'éta-blir une relation de confiance exceptionnelleentre entreprises d'une part et entre entre-prises et Client d'autre part.

3 - LE CAHIER DES CHARGES,LES CONTRAINTES,LA SOLUTION RETENUEL'objectif du Client est d'assurer un lien routierreliant la zone des terminaux actuels 1,2 et 3

à 12 stands, construits simultanément avec celien routier, situés à l'Ouest de l'aéroport. Celien sera essentiellement utilisé pour transfé-rer des passagers en bus et leur permettred'embarquer ou de débarquer d'avions sta-tionnés sur ces stands. La construction de celien routier doit avoir un impact minimal surl'exploitation de l'aéroport.Les principales contraintes géométriquessont la présence, au portail Ouest, d'uneligne de métro en opération, la boucle de la"PICCADILLY UNE", et à mi-distance entreles deux portails, d'une seconde ligne demétro I'"HEATHROW EXPRESS". Cesouvrages existants, associés à la contrainteimposée par le Client de limiter les pentes dela route à 1/19 et au souci de la JV d'optimi-ser autant que possible la couverture, ontconduit au profil en long présenté ci-après.La hauteur de couverture moyenne est de10 m, variant de 5 m aux portails à 15 m auxdeux points bas.La solution finalement retenue pour le tunnelpeut se résumer comme suit :• bi-tube routier,• une seule voie de circulation par tunnel,• une chaussée de 6m de large permettant ledépassement d'un véhicule en panne,• un diamètre intérieur de 8,10 m,• des intertubes tous les 130 m permettantl'évacuation des passagers en cas d'incidentdans un tunnel.Compte tenu de la faible couverture, le choixd'une excavation au tunnelier s'est imposétrès tôt. Les paragraphes suivants décriventles critères autour desquels le tunnelier a étéconçu et construit.

4 - GEOLOGIE -GEOTECHNIQUE

Conditions géologiquesLa zone concernée par l'emprise du tunnelcomprend en surface une alternance destructures de pistes aéroportuaires et dezones herbeuses (environ 35 % du linéaire).

Les structures de piste se composent classi-quement d'un béton de 300 à 400 mmd'épaisseur surmontant 150 mm de béton depropreté et jusqu'à 600 mm de remblais enmatériaux graveleux compactés.Le terrain naturel se situe entre les cotes22.80 et 23.90 AOD (système de référencetopographique national).

La lithologie rencontrée est la suivante :• sur une épaisseur variable de 0.35 m à5.50 m des remblais, les surprofondeurs cor-respondant à d'anciennes zones d'extractionau 19*™ siècle et au début du 2Qème siècledes matériaux graveleux sous-jacents• occasionnellement une fine couche (0.80 mmaxi) d'argile sableuse d'origine alluviale• une des formations caractéristiques du bas-sin londonien "Terrace Graveis", gravessableuses denses à très denses sur une épais-seur variable de 1.20 m à 4.30 m• enfin, sur une épaisseur d'une cinquantainede mètres, la célèbre argile de Londres,argile grise-bleue à grise, raide à très raide.Cette argile peut présenter localement desconcrétions carbonatées plus dures ("clays-tones") en niveaux sub-horizontaux de faibleépaisseur. On peut également y rencontrerde fines couches de baryte, de glauconite etdes nodules phosphatés.A proximité des Terrace Graveis se déve-loppe dans cette argile une frange d'altéra-tion de couleur orangée d'épaisseurmoyenne 0.40 m à 0.95 m, pouvant atteindrelocalement deux mètres et s'accompagnantd'une réduction des caractéristiques méca-niques de l'argile.Au plan hydrogéologique les Terrace Graveiscontiennent une nappe perchée dont leniveau se situe entre 20.2 et 21.6 m AOD soitenviron 2.00 à 2.50 m sous la surface du ter-rain naturel. L'écoulement se fait du nord-estvers le sud-ouest avec un léger gradienthydraulique. En parallèle, la craie ("Upperchalk") sous-jacente à l'argile de Londres estle siège d'un aquifère régional principal quivient saturer la couche d'argile de Londres àl'équilibre hydrostatique jusqu'à la cote 19.50AOD.

Vue en plan du tracé du tunnel

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3 « » « »

reusement de l'Airside Road Tunnel sous l'aéroport d'Heërow

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Caractéristiquesgéotechniques

Les caractéristiques fondamentales des ter-rains en présence étant bien connues, lesreconnaissances effectuées ont porté avanttout sur la détermination précise de l'inter-face Graviers / Argile de Londres au moyende sondages pénétrométriques (CPT).Les graviers ont une résistance au cône dansl'ensemble supérieure à 20 MPa et un rap-port de frottement de l'ordre de 1 %. Dansl'argile, les résistances au cône sont de 1.5 à2 MPa dans la frange supérieure de la couchepour atteindre 3.5 à 4 MPa 15 mètres à l'inté-rieur de celle-ci.Classiquement l'argile a une teneur en eaucomprise entre 22 et 30 %, une limite deplasticité de 20 à 30 %, une limite de liquiditéde 60 à 76 % et donc un indice de plasticitégénéralement compris entre 35 et 50. Parvoie de conséquence l'indice de consistanceest assez largement supérieur à 1. Sa densitéhumide est comprise ente 19 et 21 kN/m3

pour une densité sèche variant entre 15 et17 kN/m3. L'argile présente une augmenta-tion graduelle de sa cohésion non drainéeavec la profondeur passant de 50 - 60 kPa àl'interface avec les Graviers à plus de 200 kPa20 mètres au cœur de la couche. Dans la sec-tion considérée pour le tunnel on peut estimerla cohésion non drainée entre 100 et 150 kPa.L'argile de Londres est une argile surconsoli-dée par le poids d'importants dépôts allu-

vionnaires sus-jacents aujourd'hui disparus età ce titre elle présente une anisotropie descontraintes verticales et horizontales, cesdernières étant manifestement plus fortes.Le rapport entre la contrainte horizontale etla contrainte verticale est classiquementestimé entre 1 et 1.5 (il tend vers 1 avec laprofondeur).

L'artfle de LONDRES, matériau mythique

S - CHOIX DU TYPE DETUNNELIERSi le creusement d'une excavation de près de9.00 m de diamètre au tunnelier ne semblaitpas poser de problèmes en termes d'abat-tage mécanique eu égard aux expériencesantérieures de creusement au tunnelier dansl'argile de Londres, il est très vite apparu quela problématique majeure de ce projet étaitla maîtrise des tassements, compte tenu de lasensibilité des ouvrages de surface (taxiways,

stands, structures d'exploitation aéropor-tuaire enterrées, etc.) et de la faible couver-ture moyenne le long du tracé. Le critère detassements à ne pas dépasser, bien que nonprécisé contractuellement, a été fixé à 20 mmpar l'ensemble des acteurs.Les études ont rapidement montré la stabilitédu front de taille sans confinement particulier,vu l'importante cohésion apparente de l'ar-gile de Londres. Toutefois les acteurs étaientconscients que la faible couverture impliquaitle risque d'éventuelles venues d'eau prove-nant des Terrace Gravels sus-jacents et doncune augmentation de la teneur en eau del'argile amenant son ramollissement.Indépendamment des questions de stabilitédu front, assurée à court terme, il fallait êtreen mesure de pouvoir s'opposer à unedéconsolidation du matériau lors de l'excava-tion, pouvant y créer de la fissuration et doncfaciliter l'arrivée de l'eau. Par ailleurs l'impor-tance prévisible de la relaxation descontraintes horizontales de cette argile sur-consolidée survenant lors de l'excavationincitait à maintenir une pression de confine-ment plutôt élevée (1 à 2 bars) de façon à évi-ter des tassements inacceptables en avant dufront et à frontSe sont alors en quelque sorte affrontéesdeux conceptions différentes de la machine àutiliser dans ce type de terrain :• L'une partisane de l'adaptation de la tech-nique pression de terre, visant à obtenir dansla chambre un mélange pâteux susceptible

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(renent de l'Airside Rood Tunnel sous l'aéroport d'Healrow

de transmettre la pression de confinementrequise• L'autre, plus conforme aux concepts britan-niques traditionnels du creusement mécanisédans l'argile de Londres, prônant l'utilisationd'une légère pression d'air comprimé (0.5bars) en association avec un soutènementmécanique du front ("breasting plates")Mis à part le fait que cette dernière option nepermettait pas de stabiliser efficacement lesparois de l'excavation en cas d'interférenceinopinée de la section de creusement avecles Terrace Gravels (fuite d'air comprimé pré-visible à travers ceux-ci - il eût fallu recourir àdu traitement par injections des graviers), lesdifférentes modélisations ont montré lanécessité de maintenir une pression plus éle-vée que 1 bar (de l'ordre de 2 bars) pour limi-ter les tassements prévisibles en deçà du cri-tère fixé de 20 mm. Or le tunnelier à pressionde terre permet, de par sa conceptionmême, d'atteindre facilement une telle valeurde pression si l'on sait maîtriser la rhéologiedu matériau transitant dans la vis d'extraction.A contrario les dispositifs d'abattage et d'ex-traction des déblais de la solution concurrentene permettaient pas une mise en pressionimportante de la chambre d'abattage.Hormis le degré de sécurité supplémentairequ'il procurait en cas d'anomalie, un desavantages du mode pression de terre était deréduire très sensiblement les zones du tracédevant faire l'objet d'un traitement de terrainpar injection des graviers.Par ailleurs il est apparu aux acteurs du projetque dans les conditions géologiques et géo-métriques "normales" du projet, l'air com-primé constituait un excellent agent de confi-nement puisque l'argile de Londres étaitobjectivement un matériau tout à fait adaptéà son utilisation (perméabilité à l'eau aumoins inférieure à 10"8 m/s).Au final, le choix s'est porté sur un tunnelierHERRENKNECHT à pression de terre fonc-

tionnant avec chambre partiellement remplieet emploi de l'air comprimé lorsque lesconditions le permettaient, et égalementdimensionné en terme de couple et de dis-positif d'extraction pour fonctionner enmode classique pression de terre avec utilisa-tion d'additifs.

6 - LE TUNNELIERPendant la phase de consultation des fournis-seurs, HERRENKNECHT a réalisé des essais àgrande échelle sur son site de SCHWANAUsimulant au plus près ce qui se produisait entête de coupe pour évaluer la possibilité detransformer l'argile de Londres en "pâte"type pression de terre par adjonction demousse. Ces essais à grande échelle ontconfirmé les essais en laboratoire réalisés aupréalable par CONDAT et MBT. Il est pos-sible de transformer l'argile de Londres en unmatériau pâteux par adjonction de moussemais le processus demande beaucoupd'énergie.

Les essais chez HERRENKNECHT

Par ailleurs, les essais ont aussi démontréqu'il n'était pas possible de garantir la forma-tion d'un bouchon étanche dans la vis, apte àrésister à une pression d'air de 2 bars, enextrayant l'argile de Londres sans aucun trai-tementLes acteurs du projet ont donc recherchéavec HERRENKNECHT une solution pourcontrôler un débit de fuite à travers la visd'extraction. Le principe retenu consiste àinstaller, en sortie de vis, une pompe à pis-tons. Les matériaux transitent à travers cettepompe qui, avec ses deux pistons, assure lesfonctions d'un sas et permet de maîtriser ledébit de fuite d'air à travers la ligne d'extrac-tion.La pompe a été développée en collaborationavec PUTZMEISTER à partir d'un conceptcouramment utilisé dans les usines d'inciné-ration. La nouveauté était son application surun tunnelier et la taille de la pompe. En effet,pour être compatible avec les 50 mm/minutede vitesse de pénétration instantanée spéci-fiée pour le tunnelier, les pistons de la pompeont un diamètre de 750 mm, le double de laplus grosse pompe réalisée à l'époque parPUTZMEISTER.L'installation de cette pompe en sortie de visest la principale innovation sur le tunnelierdont les principales caractéristiques sont lis-tées ci-dessous :• diamètre excavé : 9,18 m• bouclier : 10,4 m de long, 750 tonnes, avecjupe articulée• poussée : 6.930 tonnes via 14 paires devérins• couple : maxi 1.720 tm, déblocage 2078 tm,7 moteurs hydrauliques de 400 kW

a T7 3

* * t

Le tonnelier équipé de la pompe PUTZMEISTER en sortie de vi

Essais d'injection de mousse chez HERRENKNECHT

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° -\7t> - MARS/AVRIL 2OO3 • • • • • • •

I

lis l'Aide tod ïunnel sous l'aéroport d'Heërow

La pompe PUTZMEISTER en usine Percement du premier tube

» pompe PUTZMEISTER : 2 pistons de750 mm de diamètre, débit nominal 400tonnes/heure, 8 m de longueur, 40 tonnes,500 kW• train suiveur : 6 remorques, 70 m de lon-gueur.

7 - LES DEDU

ÏUNNEL

Fonctionnement du tonnelier

Le creusement du tube Nord a démarré le18/06/2002 et s'est terminé le 10/12/2002,ce qui correspond à une vitesse moyenne de220 m/mois.

Comme prévu, le tunnelier a été utiliséessentiellement en mode air comprimé, sansaucune injection de mousse dans la chambred'abattage. De la mousse, puis de l'eau, ontrégulièrement été injectées en trois points lelong de la vis pour lubrifier et faciliter le

transfert des matériaux. La pompePUTZMEISTER a bien fonctionné.Son débit s'est avéré capable desoutenir la vitesse de pénétrationinstantanée de 50 mm/mm spécifiéeau constructeur. Elle a réellement jouéson rôle de "sas" avec ses deux pis-tons. L'échappement régulier d'air àtravers les pistons a confirmé les obser-vations enregistrées lors des essais enusine chez HERRENKNECHT à savoirque l'argile non totalement traitée

ne permet pas d'assurer la formation d'unbouchon dans la vis apte à maintenir unepression de 1 à 2 bars dans la chambred'abattage. La seule modification apportéeau système a été la suppression d'un "miniconcasseur" installé originellement entre lasortie de vis et la trémie d'alimentation de iapompe. L'idée initiale était de pouvoirréduire les blocs d'argile qui se formeraientpar recompaction dans la vis, en mottes detailles plus régulières assurant un remplissageoptimum des chambres des pistons. Dans lapratique, ce "mini concasseur" a constitué unpoint d'étranglement. Il a été supprimé après20 m de creusement et remplacé par un sys-tème d'injection d'air et d'eau pulvériséefavorisant la chute des matériaux dans la tré-mie de la pompe.

Maîtrise des tassements etde 10 stabilité du front detaille

75 points de nivellement de surface avaientété installés le long des 1.250 m de tunnel,

soit un tous les 17 m en moyenne. Ces pointsont été régulièrement mesurés pendant lecreusement et les mouvements enregistrésutilisés quotidiennement pour adapter lesparamètres de confinement du tunnelier,essentiellement pression d'air comprimé à laface et pression d'injection de bourrage demortier. Conformément aux calculs théo-riques, la pression d'air à la face a été mainte-nue dans une plage de 0.5 à 2 bars en fonc-tion de la couverture qui elle variait de 5 à10 m. La pression d'injection de bourrage demortier a, quant à elle, été maintenue dansune plage de 2,5 à 3,5 bars en voûte.Le tassement final moyen mesuré sur les 75points est de 1.6mm. 63 % des points mesu-rés ont des déplacements après passage dutunnelier compris entre -5 et +5 mm, 89 %entre -10 et +10 mm. Le tassement maxi-mum mesuré est de 17 mm, consécutif à unproblème d'injection du mortier de bour-rage. D'une manière générale, les pointsmesurés ont subi un soulèvement à l'avant dela tête de coupe de 6mm en moyenne, unaffaissement lors du passage du tunnelier del'ordre de 10 mm puis un soulèvement audroit de l'injection de bourrage de mortier.Au final, le contrôle des tassements dans leslimites indiquées ci-dessus a permis le creu-sement du premier tube sans qu'aucun travailde réparation en surface ne soit nécessairemalgré les spécifications très sévères sur lespentes des stands d'avion et des taxiways. Il aaussi assuré le franchissement de points sin-guliers sensibles en particulier le passage à4 m sous 3 conduites de kérosène, puis 3 mau-dessus d'une ligne de métro en opération.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

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VINGT-NEUVIEME REUNION ANNUELLEde l'AITES - AMSTERDAM 2003

Communiqué de presse

" 'Association Internationale des Travaux en Souterrain a organisé sa vingt-neuvième réunion annuelle à Amsterdam du 12 au 17 avril 2002,en liaison avec le World Tunnel Congress 2003, organisé par l'AITES et par le groupe national néerlandais de l'AÎTES (VOR) Elle a réuni

/des représentants, délégués, observateurs et membres des Groupes de Travail de 41 des 52 Nations Membres de l'Association

NATIONS MEMBRES REPRESENTEESAfrique du Sud, Allemagne, Arabie Saoudite, Australie, Autriche,Belgique, Brésil, Bulgarie, Canada, Chine, Colombie, Corée, Croatie,Danemark, Egypte, Espagne, États-Unis d'Amérique, Finlande,France, Grèce, Hongrie, Inde, Italie, Japon, Maroc, Norvège,Nouvelle-Zélande, Pays-Bas, Pologne, Portugal, Roumanie,Royaume-Uni, Russie, Singapour, Slovaquie, Slovénie, Suède, Suisse,République Tchèque, Thaïlande, Turquie

NATIONS MEMBRES NON REPRESENTEESAlgérie, Argentine, Chili, Iran, Islande, Israël, Lesotho, Malaisie,Mexique, Ukraine, Venezuela

NOUVEAUX MEMBRESL'Association a enregistré l'adhésion de 45 nouveaux MembresAffilies (25 Membres Collectifs et 20 Membres Individuels), ce quiporte le nombre total a 52 Nations Membres et 276 Membres Affiliés(113 Membres Collectifs et 163 Membres Individuels) compte tenudes radiations et des démissions

COMMUNICATION• Tribune : l'année dernière quatre numéros de Tribune (136 pages)ont été publiés, dont environ 3 000 exemplaires par numéro Unfocus a été publié sur l'Australie, la Belgique, la Russie & les Pays OSainsi que la Suède Cette année quatre numéros ont été prévus, et unfocus sera publié sur les Pays-Bas, l'Espagne, l'Autriche et la CoréeDès 2004, un seul numéro par an sera publié, à l'occasion del'Assemblée générale Un nouveau moyen de communication serautilisé, facilitant la réactivité un bulletin électronique "ITAe-news"envoyé tous les deux mois par émail• Tunnelling and Underground Space Technology (TUST) : en 2002,quatre numéros ont été publiés, comprenant quarante articlesécrits par des auteurs provenant de dix-huits pays différents De plus,une section spéciale a été consacrée a la séance publique ducongres de l'AITES 2002 " La sécurité incendie " L'année 2002 a éga-lement été marquée par le regroupement des parutions deTunnelling and Underground Space Technology et du supplémentTrenchless Technology ResearchEn 2003 il est prévu de publier cinq numéros comprenant 45 articlesainsi que 1 à 3 rapports des groupes de travail de l'AITES Trois numéros

NOUVEAU BUREAU EXECUTIF

A, » » , . , , , . .»,, , . , , . . . ................A» II* Miiîr We>0ë » . , , , » . , , » Roy ayine Uni ..........À* -, > , , „ * . , . ,„*. „ , „ , „ Àttemâgne .,,.....,...

* H» ï%Aêf . „ „ . » . » . „ . „ , „ . , , , &8fs-Un1* d'Amérique . .tf* „ ,». , , „ . , . , v , ,„ , , ,„ Pays-Bas .............J»4li*iiïil ,,„„,,,.».,,,,,,. ...............

v 4>||«l* ,., k <.„,,,,. ,,.»,,. l épubllqme Tchèque ...^ filofidniÉirk , * » . » * » . , . . » . , . Suéde .,«»....,...,...ft ÔW » x .»..........,»,.. Japon ,...,,,.....,,..H» Wif ut r .,.,...,....,„. àiitnchë ,.».,.,...,...4 A*e « ,» , . , , . « .» . . , . . « , , . Singapour ,.,.,.......V, HpÉwt « , , , » » « . , . , . . . « , , , Tiifqwie ,,.,.,,.....,..%H> , » x ,*.,,,,,,»,., R0yaum«-Uoi J ..,.,,...filàiîlltttmfeir ,,,,».,..,,., Suisse ................C itwtiiiitr . A ,...,,,,.., ...,,...,».,.,.......

& Cilutsty ,...,,,.,.,.... Roumanie ............

. . .Président ...............

. , .Président Honoraire. , . .Ancien Président ........., . . .Vice-Président ............ . . .Vice-Président ............ . . .Ancien Vice-Président ...., . . .Ancien Vice-Président ....

. . .Trésorier ................, . . .Secrétaire Générai .......

. . . .Auditeur interne .........

..... Jusqu'en 2004

..... Jusqu'en 2004

..... Jusqu'en 2004

..... Jusqu'en 2004

..... Jusqu'en 2004

..... Jusqu'en 2004

..... Jusqu'en 2004

..... Jusqu'en 2004

..... Jusqu'en 2005

..... Jusqu'en 2004

..... Jusqu'en 2005

..... .usqu'en 2006

..... Jusqu'en 2004

..... Jusqu'en 2005

..... Jusqu'en 2004

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

Vingt-neuvième réunion annuelle de FAITES • AMSTERDAM 2003

ont déjà été publiés en avril, y compris un numéro spécial sur les tra-vaux souterrains au Japon• Site Internet : Le site contient plus de 1 000 pages Des nouvellespages ont été rajoutées, par exemple d'anciens numéros de Tribune,des parutions du GT4, ou des articles de la cérémonie d'ouverture deSydney Le taux de visites du Site Internet a continué à augmenter, at-teignant 16 000 pages par mois par plus de 5 000 personnes diffé-rentes provenant de plus de 90 pays, soit plus de 500 pages par jourEn 2003 un système puissant de gestion du contenu sera installé etadapté aux souhaits et besoins des différents acteurs Le futur SiteWeb de l'AITES sera établi avec tous les outils de publication né-cessaires, une structure ordonnée de façon hiérarchique et un sys-tème de navigation plus intuitif II sera mis en place progressivementpour venir remplacer le Site actuel

SEANCE PUBLIQUE DE L'AÏTES AU CONGRESLa séance publique a eu lieu le mardi 15 avril, et a été dédiée a ' Laprochaine génération des tunnels immergés" Le GT 11 sur les tun-nels immergés et flottants s'est porté volontaire pour préparercette séance Elle a débuté avec une petite vidéo et, s'est poursui-vie avec 8 présentations des membres du groupe de travail prove-nant de 7 pays différents, et portant sur l'histoire, le développementainsi que les différents scénarios d'évolution des techniques detunnels immergés La séance s'est conclue par un débatLa séance publique a attiré une assemblée nombreuse, de plus de300 personnes Les organisateurs et l'AITES garderont le souvenird'un événement très réussi

PROCHAINES REUNIONS ANNUELLES• Singapour du 22 au 27 mai 2004, pendant le congres WTC ITA-AITES 2004 "Underground Space for Sustamable UrbanDevelopment" (L'espace souterrain pour un développement ur-bain durable)• Turquie du 7 au 12 mai 2005, pendant le congres WTC ITA-AITES2005• Corée du Sud du 29 avril au 4 mai 2006, pendant le congres WTCITA-AITES 2004 2006 "Safety m thé Underground space"

GROUPES DE TRAVAILGT2: "Recherche"Animateur Y Leblais (France), Vice-Animateur Y Takano (Japon),Tuteur H Wagner (Autriche)La version définitive du rapport sur la " Maîtrise des risques enTravaux Souterrains " a été validée en tenant compte des com-mentaires du Bureau Exécutif Les dernières mises au point sur le do-cument consacré aux " Tassements liés au creusement des ou-vrages souterrains " seront intégrées pour soumission du texte auBureau Exécutif avant l'étéLes travaux du Groupe sont maintenant consacrés à une réflexion surla stratégie des reconnaissances de terrain préalables aux démarragedes travaux des projets en souterrain

GT3: "Pratiques contractuelles dans les travaux ensouterrain"Animateur W Maartens (Afrique du Sud), Vice-Animateur A Dix(Australie), Tuteur Y Erdem (Turquie)

Des exposés et discussions ont eu lieu, constatant et apportantdes réponses aux nouveaux défis de l'industrie des travaux en sou-terrain dans les différents pays (juridiques, sociaux, de l'environne-ment, financiers, etc )

Le groupe de travail a identifié un besoin de personnes neutres pou-vant être nommées à un conseil de résolution des conflits dans lesprojets de tunnels Une procédure pour identifier ces spécialistessera également élaborée par le GTLes 25 propositions sur les principes de répartition du risque, adop-tées au début des années 1990 par l'AITES, seront révisées etmises à jour à la lumière du contexte commercial actuel

GT5: "Salubrité et sécurité pendant la construc-tion"Animateur D Lamont (Royaume Uni), Vice-Animateur W Chromy(Allemagne), Tuteur A Nordmark (Suède)Le projet de CD Rom ^ Sécurité dans les travaux en souterrain futréexaminé par le GT et devrait être accepté dans les jours qui vien-nent, la version finale pourrait être présentée à l'AITES en mai2003 Le réexamen de la parution ' guidelmes for occupationalhealth and safety m tunnelling* (directives de salubrité et sécurité autravail en tunnel) s'est poursuivi et le GT prévoit que le texte final seraarrêté à Singapour en 2004 D'autres réponses ont été reçues pourcompléter la base de données d'informations sur les règles sur la sé-curité et la santéLe GT s'est accordé sur une déclaration appelant à la mise en placede systèmes fixes de lutte contre l'incendie sur tous les équipementsutilisés pendant la construction des tunnels

GT6: "Entretien et Réparation des ouvrages sou-terrains "Animateur H Russell (E-U d'Amérique), Nouveau Vice-AnimateurM Muncke (Allemagne), Tuteur A Haack (Allemagne)Des délégués venus de 15 Nations Membres on participe au GT, ainsiqu'un représentant de l'Association Mondiale de la Route (AIPCR)M Bendelius, l'animateur du GT 6 du CT 5 de l'AIPCR (Incendie etdésenfumage) a rencontre le groupe et l'a assisté dans le réexamende son travail Directive pour la résistance au feu des tunnels routiers

GT11: "Tunnels immergés et flottant"Animateur J Saveur (Pays-Bas), Vice-Animateur C Marshall(Royaume-Uni), Tuteur H Oud (Pays-Bas)Le GT s'est consacré à la préparation de la séance publique del'AITES du WTC 2003, qui a eu lieu avec succès le 15 avril Comme ac-tivités spéciales certains membres du GT ont participé au premiergroupe de travail américain sur les tunnels immergés et flottants àSeattle, et le GT a également apporté son soutien à la chaîne de té-lévision " Discovery Channel " pour son émission sur les tunnels im-mergés et flottantsLe GT a décidé de poursuivre son projet consistant à attirer l'atten-tion du public sur les mérites des tunnels immergés, malgré le retardpris Son contenu sera similaire à celui des autres rapports "State ofthé Art", mais il sera aussi mis à jour, élargi, et révisé pour être utili-sable sur Internet, avec la visualisation graphique que cela requiertDe plus, le GT s'engage à publier un rapport sur les tassements dif-férentiels, une priorité parmi les nombreux sujets de la liste

GT12: "Utilisation du béton projeté"Animateur K F Garshol (Etats-Unis d'Amérique), New Vice-Animateur N Tomisawa (Japon), Tuteur J Hess (RépubliqueTchèque)Vingt et un pays ont contribué à la tâche No1 (State of thé ArtReport) La version finale devrait être prête pour être soumise à l'ap-probation du bureau d'ici la fin septembre La tâche no 2 (liste desmortiers projetables de protection contre les incendies), devraitêtre prête dans les mêmes délais La tâche no 3 (mécanisme de sou-tènement avec du béton projeté) devrait être réalisé à temps pourêtre intégré au rapport de synthèse de la première tâche

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

Vingt-neuvième réunion annuelle de l'ÂITES • AMSTERDAM 2003

Les nouvelles tâches ont été fixées comme suit (1) compiler l'in-formation sur les systèmes existants pour la formation et les certifi-cations officiels des porte lances, (2) dresser un rapport sur lescintres en béton projeté armé, (3) rapport d'ensemble sur les fibressynthétiques structurelles pour le béton projeté La liste de référencedes projets avec un revêtement permanent en béton projeté seracomplétée (610 KM de tunnels déjà) D'autres références ont étéégalement demandées

GT14: "Mécanisation de l'excavation"Animateur M Kanai (Japon), Vice-Animateur F Amberg (Suisse),Tuteur K Ono (Japon)La ' classification et définition des tunnehers au moyen des mots clefsrecommandés" a été finalisée et sera accessible au public sur le siteweb de l'AITES très bientôt, accompagnée d'un protocole pour la re-cherche et l'acquisition de données, complétant ainsi la base de don-nées en construction sur la mécanisation de l'excavationLe GT14 a décidé que s'agissant de l'automatisation du creuse-ment des tunnels, la première étape consiste à préparer des re-commandations concernant l'acquisition et l'interprétation desdonnées sur le creusement et sur certains procédés de réactivité Lestunnehers roche dure, tunnehers à pression de terre et tunnehers àpression de boue furent sélectionnes pour un modèle d'étude Cesujet fera l'objet d'une discussion à SingapourLe GT a également décide de faire une collecte de données sur lesmatériaux collants de façon à pouvoir faire une proposition de re-commandation sur la prospection géologique, le design des tun-neliers, le plan de déroulement des travaux, des mesures préventiveset mesures sur les sites Cette question pourra également fairel'objet de discussions au WTC2004

GT15: "Environnement"Animateur R Craig (Royaume-Uni), Vice-Animateur J Rhode(Norvège), Tuteur H Parker (Etats-Unis d'Amérique)Un résume du premier rapport du groupe de travail a été publie dansle numéro de Tribune d'octobre 2002 Six présentations ont eu heusur des considérations et des problèmes d'ordre environnementauxdans les Nations MembresLe président du groupe de travail sur l'environnent UE GeoTechNeta présenté un exposé sur le travail associé à la directive cadre de l'UEsur l'eau Le prochain rapport du groupe de travail " aller en sou-terrain pour protéger l'environnement et pour un développementdurable " devrait être publié au cours de l'année à venir

GT 16-."Qualité"Animateur C Oggen (Italie), Vice-Animateur G Ova (Norvège),Tuteur J HessJRép Tchèque)Le GT16 a présenté la version finale de son rapport général, divisé entrois parties le texte du rapport, l'annexe comprenant tableaux et or-ganigrammes et l'annexe comprenant un résumé du rapportLe GT considère que le document pourra être édité dès que leséventuels changements auront été intégrés II a également retenuquelques sujets qui pourront être repris à l'avenir, principalementdans le domaine de la prise en compte des performances des pré-visions des études (principalement géotechniques et technolo-giques)Les contributions et idées des nouveaux membres sont très ap-préciées Un travail de présentation pour le Site Internet sera éga-lement réalisé très bientôt

GT17: "Longs Tunnels à grande profondeur"Animateur F Descoeudres (Suisse), Vice-Animateur P Grasso(Italie), Tuteur F Vuilleumier (Suisse)

Un projet de rapport du groupe de travail a été présenté, discuté àdeux reprises et finalement accepté Le rapport final sera publiécette annéeII est centré sur les longs tunnels de transport, routiers et ferroviaires,qui sont caractérisés par des risques extrêmes d'évaluation et degestion, sur toute la durée du projet (depuis l'étude de faisabilité àl'exécution et à l'exploitation de l'ouvrage). Une méthodologiegénérale est définie en conséquence Les directives principalesconcernent la planification et les dispositions du projet, incluant lesconditions de terrain et leur reconnaissance, les aspects de sécuritéet d'environnement à prendre en compte pour la construction et l'ex-ploitation, cette dernière étant traitée séparément pour les tunnelsroutiers et ferroviaires

GT 18: "Formation"Animateur D Peila (Italie), Vice-Animateur N Chittenden (Suisse),Tuteur J Zhao (Singapour)Sept délégués de 7 pays différents ont assisté à la réunion Legroupe a commencé par la présentation des rapports de France, duJapon et de l'Italie portant sur les activités didactiques et sur le ma-tériel préparé l'an dernierLes données obtenues seront disponibles sur le Site Internet del'AITES, à des fins pédagogiquesLe groupe a décidé de préparer une liste des universités impli-quées dans les activités en souterrain, qui sera publiée sur le SiteInternet de l'AITESPour résumer, au cours de l'année à venir, le GT se concentrera sur lesactivités suivantes• Créer une liste de professeurs d'université• Préparer du matériel de formation de base et/ou de didactique, quisera disponible sur le site Internet• Préparer un cadre pour les différents groupes de travail, afin qu'ilspuissent intégrer du matériel didactique dans leurs activités

GT19: "Méthodes traditionnelles de creusement "Animateur K Kuhnhenn (Allemagne), Vice-Animateur H Lauffer(Autriche), Tutor A Assis (Brésil)Le GT a rassemblé 20 participants de 12 pays Quatre projets de rap-ports nationaux ont été présentés et discutés Un tableau a étéélaboré pour faciliter la rédaction en cours des rapports nationaux,en orientant vers les sujets les plus importants Un rapport pré-senté sur les pratiques contractuelles fera partie intégrante du rap-port final Les rapports nationaux devraient être élaborés au coursdes prochains quatre mois à venir

GT20: "Problèmes urbains, solutions en souter-rain"Animateur J Reilly (E-U d'Amérique), Vice-Animateur E Grov(Norvège) et J Nishi (ACUUS), Tutor J P Godard (France)La première réunion officielle du GT 20 de l'AITES à eu heu àAmsterdam pour traiter d'un sujet important quel est le moyen leplus approprié pour répondre aux besoins en infrastructure despopulations urbaines, en pleine croissanceL'espace souterrain va jouer un rôle de plus en plus important dansla résolution de ce problèmeAu cours de l'année dernière, un questionnaire à été envoyé àtoutes les Nations Membres de l'AITES, les invitant à identifier lesproblèmes urbains qu'ils on réussi à résoudre, ou qu'ils pourraientrésoudre grâce à l'utilisation de l'espace ou d'installations en sou-terrain Les réponses fournissent beaucoup d'informations utiles surplusieurs projets dans de nombreux pays

AITES25, avenue François Miterrand - Case n°1 - 69674 BRON Cedex - FRANCEFax : 33/472 37 24 06 - Tél. 33/478 26 04 55 - E-mail : aites@imagmet.fr - Site Internet: http://www.ita-aites.org

Nouvelles d'ESPACE SOUTERRAINPierre DUFFAUT - Ingénieur-Conseil

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eurs problèmes de mobilité et de sécurité appa-raissent insolubles. Le sous-sol est pourtant à leurdisposition, mais à l'exception de besoins déjà

anciens comme l'assainissement, et des transportssouterrains dans un trop petit nombre d'entre elles, les villes igno-rent tout des atouts que leur espace souterrain tient à leur dis-position ; cet espace n'est pas seulement nécessaire, il est désor-mais essentiel. Quelques exemples viennent d'un passé lointain,d'autres de cités et pays étrangers. Si les difficultés, bien réelles,sont trop souvent grossies, les solutions existent.Préparer l'avenir en le préservant grâce à une utilisation raison-née du sous-sol, c'est sans doute la seule clé disponible pour undéveloppement durable. C'était le thème de deux journéesd'études organisées les 26 et 27 mars à la FNTP, sur une propo-sition de EGF.BTP, par Espace Souterrain.La collaboration active de la puissance tutélaire, de l'AFTES etdu Syndicat des entrepreneurs de travaux souterrains apparaîtdans la présidence des quatre séances : André Colson, chef dela Mission Génie civil au METL, Jean-Paul Hugot (ES), RobertLongelin (Syndicat) et Jean Philippe (APTES) . EGF.BTP a eu leprivilège de l'ouverture, par son président Bernard Huvelin, laFNTP celui de la clôture par François Vahl, représentant DanielTardy, indisponible.Le professeur Jean Kérisel nous avait fait le plaisir d'accepter laprésidence d'honneur ; il a rappelé quelques citations et anec-dotes qui ont jalonné la conquête du sous-sol, depuis qu'ado-lescent il avait assisté à la remise de la grand croix de la Légiond'honneur à Fulgence Bienvenue (on sait que celui-ci insistaitsur la modestie nécessaire à l'ingénieur : aucune trace des diffi-cultés vaincues ne subsiste à la fin d'un chantier souterrain).Il faut observer la Nature disait Albert Caquot, au tunnel du MontBlanc, elle s'est chargée de rectifier la forme du profil par la rup-ture du granité en feuilles d'artichaut ; il a pris position aussi enurbanisme : " percer des souterrains, c'est l'avenir de Paris ".Sur les accidents, il a rappelé les tribulations du tunnelier Robbinssur le RER entre l'Etoile et la Défense, et les fontis : bien avantl'immeuble de la rue Papillon et la cour d'école du 13ème arron-dissement, des cercueils avaient atterri dans le RER B à Fontenayaux Rosés.Il a évoqué enfin la figure du préfet Maurice Doublet, fondateurd'Espace souterrain.Quatre conférences ont balayé les dimensions juridique, géogra-phique, technique et architecturale du recours au sous-sol et lecorps des séances a dosé subtilement vingt-deux conférencessur les projets (CDGExpress), les techniques d'exécution (Groene

LES VILESETOUFFENT Haart, gare d'Anvers, Hallandsas) et sur des aspects

plus généraux (sécurité en tunnel, hydrogéologie,urbanisme). Un programme dense mené tambour bat-tant qui a su laisser place à la discussion.

Comme il serait fastidieux de tout citer, l'accent peut être missur quatre contributions :• l'exploitation de la chaleur des tunnels profonds en Suisse, unevraie surprise pour toute l'assistance, due à Jules Wilhelm, ingé-nieur conseil à Lausanne ;• la façon remarquable dont la Principauté de Monaco a su tireravantage de son sous-sol, présentée par Patrice Cellario, direc-teur de la prospective et des études d'urbanisme au Départementdes travaux publics ;• le plaidoyer pour un urbanisme social, à travers le projet dumétro de Rennes, " une ville où l'on vit ensemble " par Jean-Yves Chapuis, professeur d'architecture et à l'époque adjoint aumaire en charge du projet ;« enfin la démonstration équilibrée de Sabine Barles : il convient detrouver la juste voie entre l'héritage de nos villes et la satisfac-tion des besoins nouveaux ; le groupe de travail commun quel'AFTES et Espace souterrain lui ont confié va s'y attacher.Les interventions des présidents et de la salie ont été nombreusesen technique et géotechnique, mais aussi sur les aspects écono-miques, sociaux et urbanistiques ; par exemple André Colson asouligné l'intérêt du ministère pour le transport urbain de mar-chandises, Jean Philippe a signalé la superposition des conces-sions ferroviaire et aéroportuaire à la gare TGV de Saint Exupéry.Hors programme, Xavier Bezançon, Délégué général de EGF.BTP,a salué le retour à une pratique française que le canal du Midiet la Tour Eiffel avaient illustrée, qui était tombée en défaveurbien qu'elle ait été adoptée par les anglo-saxons. Une évolutionest engagée vers une procédure de dialogue compétitif pourrelancer les partenariats public-privé, en attente de modificationdes règles de domanialité publique.Il faut savoir gré à tous ceux qui ont aidé à monter ce programme,tout particulièrement Jacques Allemand, Jacques Brégeon, etClaude Charton, et à l'équipe de BTP.Services qui en a assuré lalogistique, menée par Jean-Marie Cahen et Béatrice Goddefroy.On aura noté le soin mis à la présentation de la majorité desexposés par vidéoprojection.En conclusion, la contribution du sous-sol au développementdurable est fermement établie, de surcroît Espace Souterrain agagné en visibilité et légitimité auprès du monde des travauxpublics. Il lui reste à porter le message devant d'autres segmentsde la société.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

J. Frédéric Collet - RATP, Paris

"Hier, presque en se cachant, comme si l'on commettait une mau-vaise action, le métropolitain a été ouvert au public", titrait le quo-tidien l'Eclair le 21 juillet 1901, au lendemain de l'inauguration dumétro parisien.Que de chemin parcouru, en un siècle, dans la manière dont sontaccueillis, voire salués, les équipements qui structurent les grandesagglomérations !Parmi ceux-ci, les transports, même s'ils ne se réduisent pas auxinfrastructures car ils mettent en jeu bien d'autres aspects de lavie urbaine, y jouent un rôle essentiel.

1 - La problématique de la ville

- l'urbanisation irréversibleOn ne peut qu'être frappé par l'extraordinaire rapidité de la crois-sance de l'urbanisation. D'ici quelques années, le monde comp-tera plus de 50 villes de plus de dix millions d'habitants. Aujourd'hui,on compte déjà plus de mille villes d'un million d'habitants. Il existedes villes de cinq, six ou sept millions d'habitants dont beaucoupd'entre nous n'ont jamais entendu parler !

- La fonction d'échange de la villeLa fonction d'échange constitue une fonction traditionnelle de laville. Pour y parvenir, il faut assurer un bon fonctionnement de laville et notamment une bonne accessibilité à l'emploi et aux diffé-rents équipements de la ville.

- La qualité de la vieL'exigence de qualité de vie dans la ville porte sur la qualité del'air, la bonne utilisation des espaces, qui sont rares et chers, et laproblématique du bruit. La place des transports collectifs et leurarticulation avec l'urbanisme sont des éléments décisifs du traite-ment de cet enjeu.

- Les rythmes urbainsDans le fonctionnement quotidien de la ville, l'évolution des rythmesurbains n'est pas assez prise en compte. Or il s'agit de l'un desdomaines dans lesquels les évolutions ont été les plus sensiblesau cours des trente dernières années, plus que l'organisation desespaces. Par exemple, le travail ne rythme plus le fonctionnementde la ville. Le déplacement entre le travail et le domicile, qui consti-tuait 60 % des déplacements au début des années 50, en repré-sente moins de 25 % aujourd'hui. Alors que, pour prendre l'exemplede la région parisienne, le trafic global de la RATP croît, le traficdes heures de pointe stagne ou décroît. Les heures de pointe setassent et s'étalent. Les innovations modernes désynchronisent lesrythmes de vie et l'organisation de la famille. Le réfrigérateur, lemagnétoscope ou le téléphone portable sont des éléments quipermettent à chacun d'avoir son propre rythme de vie. La ville, deplus en plus, vit sept jours sur sept et 24 heures sur 24. Le traficqui augmente le plus, par exemple dans les transports parisiens,est celui du samedi. Le trafic de flanc de pointe entre 18 et 20heures augmente très fortement aussi.

Salle d'échanges et galerie marchande à La Défense Grande Arche

- La cohésion socialeUn autre enjeu est l'exigence de cohésion sociale. La ville d'au-jourd'hui et de demain est un lieu de contradictions, au sein duquelse confrontent création des richesses, rupture sociale et créationd'exclusions. Sur ce sujet, tous les thèmes d'intégration, de mixitéet de mobilité se retrouvent de façon transversale.

- La démocratie localeLa démocratie locale est un thème émergent. Les habitants sou-haitent davantage être considérés comme des acteurs que traitéscomme des sujets. Sous des formes très variables, ils veulent avoirleur mot à dire.

2 - La problématique des transports urbains souterrainsDonnées physiques : la consommation d'espaceDans les grandes métropoles, la part de l'espace au sol réservéeau transport des biens et des personnes a crû fortement au fil desdécennies : de 6 à 8 % dans le cœur des villes méditerranéennes,comme Marseille ou Alger, à 22 % pour Paris, puis 40 % dans lesvilles au passé plus récent comme Chicago et même 60 % à LosAngeles.La répartition globale de l'espace urbain entre les différentes fonc-tions de la ville (habitat, emploi, équipements, services : le "sta-tique") et le système de transport (le "dynamique") constitue doncun enjeu majeur dans l'organisation générale de la ville.L'éclatement de la ville, le développement de l'habitat individuel

en périphérie et la croissance de l'équipement des ménages enautomobiles ont entraîné une croissance des déplacements de per-sonnes, et amené à affecter à la fonction transport une proportiontoujours plus importante de l'espace au sol.Dans un premier temps, on a pu penser qu'il suffisait de créer desespaces supplémentaires de voirie pour répondre de manière satis-faisante à cette nouvelle demande de transport. L'application dece principe a cependant débouché rapidement sur une impasse,pour deux raisons: le coût de sa mise en œuvre généralisée, et

«TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 1 76 - MARS/AVRIL 2OO3

Nouvelles d'Espace Souterrain

les dommages occasionnés dans les tis-sus urbains traversés - d'autant plusvisibles que les centres historiques desvilles étaient concernés.Le concept de la consommation d'es-pace x temps, pour un motif de dépla-cement et un mode de transport don-nés, permet alors d'éclairer le débat, etde comparer la productivité des diffé-rents modes de transport vis-à-vis du cri-tère "espace consommé".Il ressort que :a) le motif du déplacement, qui déter-mine la durée du stationnement, influencetrès largement la consommation totaled'espace pour les modes individuels ;au contraire, pour les transports collec-tifs, cette consommation d'espace pourle stationnement est pratiquement nullepuisque les véhicules sont, aux heures depointe, constamment en mouvement ;b) l'éventail des consommations totalesd'espace est très ouvert (de 1 à 90), lamarche à pied et les transports collectifs apparaissant comme par-ticulièrement intéressants.Données économiquesUn métro en souterrain est deux à trois fois plus onéreux au kilo-mètre de ligne qu'une infrastructure en site propre au sol de typetramway ou métro léger. Le choix de l'infrastructure la mieux adap-tée, compte tenu des caractéristiques de la desserte à assurer, desflux de voyageurs à transporter et des conditions d'insertion urbaine,doit donc s'opérer à partir d'une analyse coûts/avantages intégrantl'ensemble des critères socio-économiques pertinents : amortisse-ment de l'investissement, gain global sur le coût d'exploitation duréseau, gain de temps pour les utilisateurs du transport public,attraction de nouveaux utilisateurs, économies sur la congestion etl'entretien de la voirie, avantages environnementaux, réduction desaccidents etc...Gestion des projetsLe plus économique n'est pas le plus simple, le plus coûteux n'estpas le plus compliqué.Une infrastructure au sol, par le partage de la voirie qu'elle néces-site le plus souvent et les opérations de remodelage de l'espaceau sol qu'elle induit, avec en corollaire les procédures de concer-tation qui l'accompagnent (voir, dans l'actualité, le projet de tram-way des Maréchaux à Paris), s'avère bien souvent plus délicate etplus longue à gérer qu'une infrastructure souterraine. En termesde coûts, les déviations de réseaux d'autres services urbains peu-vent représenter jusqu'au tiers du coût d'un projet de site propreau sol.Aspects commerciauxDes interrogations apparaissent régulièrement sur l'opportunité deredéfinir ou reconfigurer dans Paris intra muros un réseau bus pré-sentant de larges recouvrements d'itinéraires avec le métro. Lesenquêtes de clientèle montrent invariablement que ces deux réseauxs'adressent à des clientèles différentes : davantage de déplace-ments contraints de type domicile-travail pour les utilisateurs dumétro, le bus ayant pour sa part les faveurs des personnes âgéeset des personnes inactives ou se déplaçant pour des motifs liésaux achats ou aux loisirs.On peut, dans le même registre, mentionner la ligne de tramwayT2, réalisée en bordure de Seine au flanc ouest de Paris sur une

Stationnement Circulation

Piéton2 roues* Travail (durée 9 h)• Loisirs (durée 3 h)• Achats (durée 1.5 h)Automobile (1.25 personne/véhicule)

« Travail (durée 9 h)• Loisirs (durée 3 h)« Achats (durée 1.5 h)Autobus (50 personnes/bus)

» Voirie banale• Voie réservée :

(60 bus/sens/heure)(30 bus/sens/heure)

Métro (30 000 pers/sens/heure)

0

13.54.52.3

722412

0

000

2

7.57.57.5

181818

3

6121

Consommationtotale

2

211210

904230

3

6121

Consommation d'espace par personne (en m2xh) pour un déplacement d'une longueur de S kmréalisé sur une infrastructure utffisée à sa capacité optimale

plate-forme ferroviaire sous-utilisée, et dont les détracteurs moquaientd'avance le fait qu'elle ne desservirait, sur un côté de son tracé,que les péniches et les pédalos (surtout les péniches dans le cas,qui nous intéresse ici, de la Seine).Or la fréquentation de cette ligne s'établit à un niveau nettementsupérieur à ce que laissaient attendre des prévisions basées surdes critères purement rationnels - les rames de tramway devrontêtre doublées dans les mois qui viennent pour accroître la capa-cité de la ligne - en raison non seulement du gain de temps quepermet cette liaison rapide entre le sud des Hauts de Seine et LaDéfense, mais aussi du caractère attractif de son parcours.

Le tramway T2 en bord de Seine

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Sécurité des ouvrages en exploitationUne infrastructure souterraine est par nature davantage vulnérableaux inondations, comme on l'a vu à l'été 2002 dans de nombreusesvilles d'Europe centrale.Elle est en revanche celle qui résiste le mieux aux séismes.Les incendies peuvent y avoir, du fait de l'atmosphère confinée etdes risques de panique, des conséquences dramatiques (stationsCouronnes sur le métro parisien en 1903, King's Cross à Londresen 1987, métros de Bakou en Azerbaïdjan il y a quelques annéeset de Daegu en Corée tout récemment...). Il faut cependant souli-gner que la nécessité de prévenir les risques d'incendie a conduit,sur les grands métros des pays développés, à des progrès consi-dérables dans la recherche et l'application de matériaux incom-bustibles, comme dans les procédures de traitement des incidents,même si le risque zéro reste une utopie.

3 - Les défis auxquels sont confrontés tes transportspublics urbains

L'organisation des transports publics, et le choix du type d'infra-structure en est une composante parmi d'autres, est le résultat,pour l'autorité responsable comme pour le transporteur, d'un com-promis entre des objectifs contradictoires ou difficiles à concilier :- offrir une gamme de moyens de transport (bus, tramway, métro,chemin de fer régional etc...) adaptés aux flux de passagers surchaque type de desserte, et assurer l'unité, la lisibilité et la simpli-cité d'utilisation d'un réseau intégré;- ne pas oublier que le concurrent reste la voiture particulière, dontl'usage ne reste possible que parce que tous n'en profitent pas enmême temps (voir plus loin), et avec laquelle il convient néanmoinsd'organiser les comp/émentarités (parcs de stationnement) - pourle vélo, c'est plus facile, on peut aussi le transporter à bord desrames de RER;- avoir en permanence le souci de /'innovation, tout en tirant lemeilleur parti de techniques qui ont fait leurs preuves. Notons àce sujet que l'innovation ne se trouve pratiquement jamais où etcomme on l'attendait. Les magazines pour la jeunesse des années60 décrivaient la voiture de l'an 2000 comme une sorte de bulletruffée d'antennes et se déplaçant sur coussin d'air. Aujourd'hui,les véhicules que nous pouvons voir dans nos rues (eh oui, les ruesaussi existent encore !) ont toujours quatre roues et un bon vieuxmoteur à explosion. Simplement, l'innovation est ailleurs : sécu-rité, gestion des volumes, ergonomie de conduite, éléments deconfort...- concilier le transport de masse, qui est la raison d'être et la condi-tion économique du transport collectif, avec la prise en comptede besoins toujours plus personnalisés, que ce soit individuelle-ment ou par segments de clientèle. Citons à ce sujet la créationrécente en région Ile-de-France de la carte Imagine'R pour lesjeunes, dont le succès a été immédiat et qui à la fois attire et fidé-

lise une nouvelle clientèle tout en réduisant la tentation de lafraude, en même temps qu'elle facilite l'accès de ses bénéficiairesà d'autres fonctions de la ville (commerces, spectacles);

Métro ligne 14 (projet Météor), station Gare de Lyon

- trouver dans le financement un équilibre entre ce qui est payépar le client direct et ce qui est assuré par la co//ect/vité. Unecaractéristique du transport public urbain est en effet d'être, saufquelques cas d'espèce (dont le meilleur exemple est peut-être lemétro de Hong Kong, qui bénéficie d'une clientèle nombreuse etdisciplinée, dans une métropole de forte densité de population,où de surcroît l'usage de véhicules privés - par ailleurs fortementtaxés à l'achat comme à l'usage - est sévèrement limité aussi bienpar les contraintes imposées à la circulation et au stationnementque par celles dues à la topographie), une activité à financementmixte. Il conviendrait à ce sujet d'en finir avec l'expression de sub-vention, si l'on considère que le prix payé par la collectivité cor-respond aux avantages externes apportés par le transport public:résorption de la congestion, diminution des accidents, préserva-tion de l'environnement. On pourrait même sans exagération direque c'est le transport public qui subventionne l'activité économique.Le jour où, dans les grandes agglomérations, 100% des citadinschoisissent - ou sont contraints - de se déplacer en utilisant leursmoyens de transport individuels, plus personne ne bouge !- optimiser, au cas par cas, le dispositif contractuel régissant lesrapports entre autorités organisatrices ou régulatrices des trans-ports, et entreprises, publiques ou privées, prestataires de ces ser-vices. Le meilleur compromis doit être recherché, en tenant comptedes spécificités de chaque situation, entre le stimulant de la concur-rence, et l'impératif de stabilité et d'intégration, qui conditionnepour une large mesure, particulièrement dans les grandes métro-poles et pour une activité nécessitant souvent des investissementslourds, la qualité, la sécurité et la cohérence des services.

<t TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS - N° 176 - MARS/AVRIL 2OO3

CREATION D'UN BASSIN DE STOCKAG

'utilisation de l'espace souterrain ne signifie pas forcément la création de grands ouvrages tels que tunnels ou par-kings. Plus modestement, l'exemple donné ci-dessous met en valeur l'utilisation de l'espace sous chaussée pour lestockage des eaux pluviales de préférence à un bassin de stockage traditionnel à l'air libre. Il permet en zone

1 urbaine d'économiser l'espace, tout en solutionnant un problème environnemental.

Le quartier central de Villeneuve-Saint-Georges (Val-de-Marne) estsouvent inondé après les pluies de forte intensité. Le réseau eauxpluviales initial est constitué d'avaloirs raccordés aux canalisationsDN 300 qui rejoignent le collecteur principal situé Rue AnatoleFrance dont la section de passage DN400 est très insuffisante pourécouler un débit généré par une pluie de type décennale.Lors de la rédaction du Schéma Directeur des eaux pluviales, il a étéproposé de réaliser 3 chaussées réservoir permettant de stocker leseaux pluviales lors de fortes pluies.Dans le cadre de ses nouvelles missions, le Syndicat Intercommunalpour l'Assainissement de la Région de Villeneuve Saint Georges(SI ARV) a fait réaliser une étude préalable modélisant tous les écou-lements du quartier. La seule solution réalisable pour palier les insuf-fisances hydrauliques et dépolluer les eaux de ruissellement était lachaussée réservoir avec stockage.Le choix s'est porté sur la réalisation d'une Structure Alvéolaire UltraLégère (S.A.U.L.) dans les rues Ernest Renan, Alexandre Dumas etl'avenue du Président Wilson.

Le montant total de ce marché attribué au groupement d'entre-prises NFEE Eau et Environnement- Chantiers modernes s'élève à4 020 271,29 E, l'assistance à maîtrise d'ouvrage est effectuée par lecabinet Secteur. Le financement de ce projet se répartit de la façonsuivante :

- Eaux Usées :-SIARV 45%-AESN 45%- Région 10 % (sur un montant plafonné),

soit environ 3%

- Eaux pluviales :-SIARV 40%- AESN 40 % (de la part stockage et dépollution)

soit une aide de 26%- Région 20 % (sur la part dépollution), soit environ 5 %

NIVEAU DE LA NAPPE A 1.90 m DE PROFONDEUR DE LA CHAUSSE

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D'autres bassins de stockage sont prévus, notamment sous lesquare Henri Barbusse.Les travaux se sont déroulés entre septembre 2001 et août 2002; autotal 1000 m3 d'eau pourront être stockés.

Réalisation des travaux :Avant de pouvoir réaliser le stockage sous la chaussée, de nombreuxdéplacements de réseaux des concessionnaires ont du être effec-tuer, notamment le déplacement du réseau d'assainissement.

Pose des drains sur la rnembfanne étanche On aperçoit sur la gauche unesection où les drains sont déjà recouverts du lit de graviers sur lequel

la structure en nid d'abeille a été posée.

D'autre part, la hauteur de la nappe phréatique qui se trouve être1,4 m sous la chaussée contre 1,9 m prévu a nécessité la réalisationde rabattement de nappe.Sous l'ensemble de la largeur des chaussées, le bassin de rétentionen nid d'abeille, constitué de Nidaplast®, est réalisé sur une hauteurde 48 cm. La structure en nid d'abeille est posée, en sandwich au seind'une membrane étanche, d'un feutre et d'un lit de graviers posé sur2 drains reliés aux avaloirs qui permettent l'évacuation des eaux depluie et de ruissellement en période normale. Par forte pluie, lesdrains se remplissent et remplissent la structure en nid d'abeille. À lasortie, les drains sont connectés au collecteur principal au travers deséparateurs hydrocarbures et de régulateurs de débit.

Conclusion

Cette solution, même si elle implique des travaux longs et coûteux,forcémment perturbant pour les riverains lors de leur réalisationsemble être une solution d'avenir pour résoudre les problèmesd'inondations en zone urbaine. En effet, la construction de bassin destockage est maintenant devenu très difficile par manque d'espace.D'autre part le transport des eaux de pluie jusqu'à ces bassins néces-site la mise en place de collecteur de fort diamètre, tout aussi péna-lisant pour les riverains et souvent plus délicat à mettre en place.La chaussée réservoir permet de s'affranchir de l'ensemble de cesdifficultés.

Mlise en place du lit de graviers. On voit sur la droite de la photo,les structures en nid d'abeille qui von bientôt être posées

CHANTIERS MODERNESDirection IDF Travaux Souterrains et Hydrauliques

LA PASSION DE CONSTRUIRE

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LONDON DOCKLAND, UK, 24-25 SEPTEMBRE 2003 » * •UNDERGROUND CONSTRUCTION 2003Org Brintex 32 Vauxhall Bridge Road, London SW1 V 2SS, UKTel. 44(0)2079 73 6401Fax. 44 (0)20 7233 5054E-maîl |. raffoul@hemmmg-group.co.uk

DURBAN, ZAF, DU 19 AU 25 OCTOBRE 2003 « • • « • • « • •1 2 " Congrès Mondial de la ROUTEOrg AIPCR - Association Mondiale de la RouteFax . 33 jl j 49 00 02 02 - Website : www piarc.icpc frRens. The Soufh African National Roads Agency Ltd.Tel. . 27 1 2 426 6000 - Fax . 27 1 2 342 1 320/22Website www.WRC2002.com

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