38
SENSIBILISATION AUX TECHNIQUES TOPO EN SOUTERRAIN FABRICE COL, GGC TOPO 1 Documents pédagogiques internes au Mastère TOS

Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

  • Upload
    buitram

  • View
    221

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

SENSIBILISATION AUX TECHNIQUES TOPO EN

SOUTERRAINSOUTERRAIN

FABRICE COL, GGC TOPO

1

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 2: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

SOMMAIRE

1) aaa

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

2

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 3: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

I. DÉFINITION GÉOMÉTRIQUE DU PROJET

La définition géométrique de l’ouvrage est fournie par le maître d’œuvre et est constituée des éléments suivants :- la définition géométrique de l’axe en plan (droite, cercle, clothoïde) ainsi qu’une tabulation point par point - la définition géométrique du profil en long (droite, parabole) ainsi qu’une tabulation point par point - la définition géométrique de la règle de variation de devers - la définition géométrique de la règle de variation de devers - les différents profils types- le zoning, définition des zones d’application des profils typesCes éléments sont préalablement vérifiés par l’entreprise et par le contrôle extérieur topographique puis saisis sur les différents logiciels qui permettront le traitement des données au jour le jour.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

3

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 4: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

Mise en place du réseau de polygonales de liaison des têtes :- par technologie GPS pour la partie planimétrique- par nivellement direct pour la partie altimétrique

1) GPS de liaison entre les têtes

Un tunnel allant d’un point extérieur A à un point extérieur B, il faut donc que les

II. TRAVAUX PRÉALABLES DE SURFACE

Un tunnel allant d’un point extérieur A à un point extérieur B, il faut donc que les points de base mis en place sur la tête du tunnel A permettent d’aller sur la tête B en limitant les écarts de fermeture (en planimétrie et en altimétrie) au minimum.Il y a encore peu de temps, ces mesures de liaison se faisaient par tachéométrie classique. Depuis quelques années, la technologie GPS a supplanté les mesures tachéométriques traditionnelles. Si tout le monde connaît la technologie GPS (navigation sur automobiles, téléphones portables…) dont la précision est de l’ordre de quelques mètres, celle utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de quelques millimètres, sous réserve d’adopter les méthodologies adéquates.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

4

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 5: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

L’intérêt de la méthodologie GPS est d’obtenir un réseau de points homogènes, dont la précision sera la même quel que soit l’éloignement des points de ce réseau au point de base.Pour un couple de points donnés, constituant la base d’orientation du guidage, on peut considérer que le défaut d’orientation sera au maximum de l’ordre de 4 à 8 millimètres, quelle que soit la distance entre les deux points de ce couple.Il faut donc privilégier des visées d’orientation longues pour limiter les écarts en

II. TRAVAUX PRÉALABLES DE SURFACE

Il faut donc privilégier des visées d’orientation longues pour limiter les écarts en orientation.

*Captures d’écran d’exemples de calculs de réseaux Calcul du tunnel de Violay A89*

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

5

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 6: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

2) Nivellement de liaison des têtes

La liaison par GPS fournit les coordonnées X, Y des points et un Z approximatif notamment insuffisant pour les projets de réalisation de tunnels (précision en X, Y inférieure au centimètre, en Z inférieure à 4 ou 5 centimètres). Il faut donc recourir à un traditionnel nivellement direct de précision en aller et retour. Celui-ci reliera les deux têtes A et B en passant par des points IGN (ou autres)

II. TRAVAUX PRÉALABLES DE SURFACE

Celui-ci reliera les deux têtes A et B en passant par des points IGN (ou autres) connus, permettant de caler et éventuellement de compenser l’altimétrie du projet.

*exemple Calcul du tunnel de Violay A89*

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

6

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 7: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

Les travaux de réalisation d’un tunnel sont marqués par des tâches topographiques qui se répètent. Celles-ci sont explicitées ci-après.

1) Polygonale de guidage

Celle-ci est réalisée à l’avancement du tunnel, et sert d’assise au guidage du creusement et de la mise en place des revêtements et équipements définitifs.

III. TRAVAUX EN SOUTERRAIN

creusement et de la mise en place des revêtements et équipements définitifs.Les tunnels étant attaqués sur plusieurs fronts, il faut donc que cette polygonale permette d’effectuer la ou les jonction(s) dans des conditions de précision optimales (de quelques millimètres à quelques centimètres) en fonction de la longueur à creuser.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

7

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 8: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

Déviation angulaire horizontale en Gon

Transposition en écarttransversal en cm

1) 1. Cas de tunnel de longueur inférieure à 1,5km

L’impact d’une dérive angulaire restant assez faible sur une telle longueur, on se satisfera de mesures classiques au tachéomètre de haute précision.

Pour un tunnel de 1,5km

III. TRAVAUX EN SOUTERRAIN

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

8

horizontale en Gon transversal en cm

0,0010 2,4cm

0,0030 7,2cm

0,0050 12,0cm

On estime généralement tenir les 0,0030 avec pour corollaire une estimation du risque au maximum de 7 cm sur la fermeture. On comprend bien que pour des tunnels de longueur supérieure, il convient si possible, d’ajouter d’autres technologies permettant d’augmenter la précision de la polygonale de guidage.

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 9: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

Configuration requise de la polygonale de guidage :Afin de se trouver dans une configuration optimale, il convient de poser des couples de potences amovibles tous les 150 mètres, au maximum (problème de stabilité de l’atmosphère : poussières, humidité, condensation, rayonnement de chaleur pouvant altérer la précision des mesures tachéométriques).

III. TRAVAUX EN SOUTERRAIN

* Photo de console amovible** Photo de plateforme d’accès console*

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

9

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 10: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

Mesures et calcul de la polygonale :Celle-ci est observée par la méthode dite du « centrage forcé » avec réitération de mesures. Ces mesures sont ensuite introduites dans un logiciel de calcul par moindres carrés permettant d’optimiser les écarts.

III. TRAVAUX EN SOUTERRAIN

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

10

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 11: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

1) 2. Cas de tunnel de longueur supérieure à 1,5km

L’impact d’une dérive angulaire pouvant vite devenir problématique sur ce type de tunnel, il convient de prévoir des mesures gyroscopiques qui viendront s’ajouter aux mesures déjà détaillées dans le 3) 1. a).Grossièrement, le gyroscope permet de vérifier une orientation de segments de polygonale indépendamment de toute autre mesure, donc de comparer l’orientation issue des coordonnées des points à celle donnée par le gyroscope.

III. TRAVAUX EN SOUTERRAIN

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

11

l’orientation issue des coordonnées des points à celle donnée par le gyroscope.Si l’écart se révèle un peu fort, on pourra recalculer la polygonale en injectant l’orientation donnée par le gyroscope.

*Photos et explications*

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 12: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

Précision des mesures gyroscopiques :Sous réserve d’utiliser un gyroscope du type Gyromat 2000 ou 3000, et les procédures s’y rapportant, la garantie d’orientation est de l’ordre de 1,5cm au kilomètre.

*photos*

III. TRAVAUX EN SOUTERRAIN

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

12

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 13: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

La structure ainsi que la méthode de mesure de la polygonale par tacheometrie est exactement la même que pour des tunnels de longueur inférieure.La seule différence est l’adjonction de mesures gyroscopiques au bloc de mesures tacheometriques afin de vérifier l’orientation en cours et en extrémité de réseau.. La détermination de gisements gyroscopiques sur des bases identifiées viendra fiabiliser les observations tachéométriques effectuées au préalable.En effet le gyroscope permet de s’orienter sans référence extérieure et donc indépendamment, avec une précision instrumentale de 0.0010gr.

Les mesures gyroscopiques sont toujours réalisées en 3 étapes :

III. TRAVAUX EN SOUTERRAIN

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

13

Les mesures gyroscopiques sont toujours réalisées en 3 étapes : 1) Calibration du gyroscope sur certains points du réseau existant, et ce sur chaque site ; cela permet de vérifier la cohérence entre les points d’appui d’un site à l’autre, et de détecter une éventuelle distorsion du réseau existant. La constante déterminée à partir des mesures en surface est prise en compte lors des mesures en galerie, pour rendre homogène le réseau de surface et le réseau en souterrain.2) Déterminations des orientations en tunnel : les mesures permettront d’obtenir un gisement sur 1 à 3 bases en tunnel. 3) Recalibration finale sur les points du réseau en extérieur : on s’assure ainsi que le gyroscope est resté stable du début à la fin des opérations.

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 14: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

Les mesures pourront se faire sur piliers et consoles de préférence pour bénéficier de la qualité de mesures en centrage forcé, ou bien sur trépieds, selon les équipements mis en place.

III. TRAVAUX EN SOUTERRAIN

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

14

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 15: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

2) Guidage

Plusieurs types de guidages existent selon la nature de creusement des tunnels (à l’explosif ou au tunnelier).

2) 1. Guidage pour les tunnels creusés à l’explosif (laser + table déport)

En règle générale, celui-ci se fait par l’intermédiaire d’alignements lasers sur lesquels les engins de forations de plans de tir de même que les érecteurs de cintres font leurs prises lasers.Celui-ci est traditionnellement fait en calculant des alignements laser auxquels

III. TRAVAUX EN SOUTERRAIN

Celui-ci est traditionnellement fait en calculant des alignements laser auxquels on vient associer des tables de déport. La position de ces alignements est faite à partir de la polygonale d’où l’importance de cette dernière.

On peut donc en tout point de l’alignement laser, positionner l’axe de l’ouvrage en donnant :- Le déport (la distance transversale entre l’alignement et l’axe).- Le dz qui est l’écart dans sa composante verticale

Les jumbos chargés de forer les plans de tir peuvent donc « faire leur prise laser », c’est-à-dire se référencer par rapport à cet axe pour ensuite forer le plan de tir préalablement rentré sur l’ordinateur de bord.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

15

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 16: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

2) 1. Guidage pour les tunnels creusés au tunnelier (temps réel)

Le mode de positionnement n’est plus du coup par coup mais du positionnement en continu dit « temps réel » . Il faut à chaque instant de la progression du tunnelier être capable d’avoir sa position par rapport à l’axe théorique pour pouvoir éventuellement la rectifier en cas de déviation soit horizontale, soit verticale.

Plusieurs systèmes de guidage sont utilisés par les constructeurs français. On peut citer Pyxis pour Bouygues, Cap pour Vinci, VMT.

III. TRAVAUX EN SOUTERRAIN

Tous ces systèmes ont une base de fonctionnement commune qui est :- Mise en œuvre d’un tachéomètre et d’une cible active- Mise en œuvre de systèmes d’inclinomètres permettant de caractériser les tangage, roulis et lacet du tunnelier.-Un logiciel de traitement des données et de pilotage installé sur ordinateur de bord de la cabine de pilotage

Comme pour le guidage traditionnel, le guidage temps réel s’appuie sur la polygonale située à l’arrière du train du tunnelier. Ce guidage s’avère plus délicat car l’espace d’installation des matériels est très réduit et les possibilités de contrôle de ce fait sont elles aussi très réduites.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

16

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 17: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

3) La réception topographique du tel que construit (« As built »)

L’ouvrage se construisant, il faut venir régulièrement contrôler sa conformité par rapport au projet théorique :- Pour s’assurer que les aspects géométriques sont respectés.- S’ils ne le sont pas, proposer des actions correctives- Eventuellement pouvoir faire des vérifications de métrés

III. TRAVAUX EN SOUTERRAIN

3) 1. Pour les tunnels creusés à l’explosif

La phase de béton projetée étant réalisée, il convient de s’assurer d’éventuels sous profils ou hors profils (mécaniques ou géologiques). Il en sera de même après la réalisation des bétons de voute définitifs.

Pour ce faire deux possibilités de relevés sont offertes :- Par tachéomètre laser muni d’un logiciel particulier permettant de faire des profils à un pm donné, à intervalle donné. - Par laserscanner : on ne fait alors plus de profil mais un scan 3D composé de millions de points à partir duquel on vient extraire les profils aux emplacements souhaités.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

17

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 18: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

Ces deux précédents outils permettent la réalisation de métrés (hors profils) avec un plus considérable pour le laser scanner. Cette technique offre la possibilité du passage d’un gabarit virtuel dans la modélisation 3D réalisée. On peut alors, en continu, avoir une cartographie des zones de sous gabarit, s’il y en a.

3) 2. Pour les tunnels creusés au tunnelier

Les anneaux étant posés et sortis du train du tunnelier doivent être réceptionnés. Ceci peut être fait suivant les deux mêmes méthodes déjà précédemment

III. TRAVAUX EN SOUTERRAIN

Ceci peut être fait suivant les deux mêmes méthodes déjà précédemment exposées.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

18

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 19: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

4) Les suivis d’auscultation ou monitoring

4) 1. Suivi classique de stabilité des convergences (fil invar et tachéométrie) pour tunnels à l'explosif et au tunnelier :

Afin de s’assurer de la stabilité des voutes (soit sur béton projeté, soit sur revêtement définitif, soit sur anneau sorti du train du tunnelier), des mesures de convergence sont réalisées.A l’origine mesurées aux fils invar, celles-ci le sont maintenant avec des

III. TRAVAUX EN SOUTERRAIN

A l’origine mesurées aux fils invar, celles-ci le sont maintenant avec des tachéomètres de haute précision.

4) 2. Suivi non conventionnel des convergences en temps réel dans la zone d'encombrement d'un TBM (par exemple systeme RCMS) :

Dans ces conditions il est impossible de suivre les convergences de manière habituelle par tachéométrie. Un système à base d’inclinomètres a été développé pour travailler dans ce contexte de pénurie d’espace.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

19

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 20: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

4) 3. Suivi non conventionnel en monitoring temps réel de convergences en zones difficiles d'accès

Certaines zones ont des particularités :- Elles demandent des fréquences de mesures élevées- Elles sont difficilement accessibles ou d’accès restreint- Elles sont dangereuses pour un operateur humain.

Pour répondre à ces besoins spécifiques, on peut alors mettre en œuvre des

III. TRAVAUX EN SOUTERRAIN

Pour répondre à ces besoins spécifiques, on peut alors mettre en œuvre des systèmes de monitoring entièrement automatisés et programmables à souhait.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

20

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 21: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

II. GUIDAGE DU TUNNELIER

1) Polygonale de guidage à l’arrière du TBM

Structure de cette polygonale :

La polygonale à l’arrière du TBM est constituée d’une paire de consoles murales environ chaque 80 anneaux, soit 144m.On notera que pour conserver des précisions de mesure correctes On notera que pour conserver des précisions de mesure correctes (relativement à l’utilisation du pointé automatique des tachéomètres), l’inter-distance est relativement courte. En fait celle-ci est fortement liée aux conditions de l’atmosphère de la galerie qui est facilement perturbée par :

- la poussière résiduelle (accrue lors des passages d’engins même si un arrosage régulier est effectué).

- les gaz d’échappement des gros engins qui font vibrer les couches d’air

- des éclairages latéraux (spots) qui produisent les mêmes effets que les gaz d’échappement

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

21

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 22: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

II. GUIDAGE DU TUNNELIER

La mise en place de consoles par paires décalées longitudinalement d’une dizaine d’anneaux soit 18m permet de fiabiliser cette polygonale. On n’a plus seulement une ligne unique pouvant être affectée par « l’effet paroi » mais un réseau permettant des ajustements en bloc et donc d’une fiabilité plus grande.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

22

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 23: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

II. GUIDAGE DU TUNNELIER

Contrôles complémentaires possibles de cette polygonale :

Deux autres possibilités s’offrent pour s’assurer de cette polygonale. Sont régulièrement effectués les travaux suivants :

- Lorsque un abri est ouvert, reliant la galerie de sécurité au tunnel routier existant, on a alors l’opportunité de se contrôler sur la polygonale du tunnel routier. Mais ceci n’est pas suffisant compte tenu de la distance importante susceptible d’exister entre le dernier rameau ouvert et la tête du tunnelier. D’où susceptible d’exister entre le dernier rameau ouvert et la tête du tunnelier. D’où nécessité du deuxième type de contrôle ci-après.

- Réalisation tous les 1200 à 1500m d’un contrôle gyroscopique permettant de valider la direction (gisement) du dernier segment de polygonale précédant immédiatement le back up du TBM. N’étant pas une technologie temps réel, nous n’insisterons pas d’avantage sur ce contrôle gyroscopique qui revêt cependant une importance toute particulière.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

23

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 24: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

II. GUIDAGE DU TUNNELIER

2) Guidage en temps réel

Plusieurs systèmes de guidage sont utilisés par les constructeurs français. On peut citer Pyxis pour Bouygues, Cap pour Vinci. Pour son chantier, Razel a opté pour le système de guidage d’origine allemande VMT qui a été installé sur le TBM Herrencknecht.

Constitution matérielle du système :

Celui fonctionne sur la base d’une station totale, d’une cible active ELS et de systèmes d’inclinomètres permettant de caractériser les déviations, roulis et les tendances horizontales et verticales du TBM.Le système de cible active est donné pour fonctionner jusqu’à 150 mètres du tachéomètre de guidage, mais dans la pratique (conditions atmosphériques, conditions de vibration et géométrie de l’axe théorique), celle-ci s’est souvent réduite à une cinquantaine de mètres au plus. Tachéomètres et cibles actives sont reliés via wifi à l’ordinateur central de la cabine de pilotage, où les données sont réceptionnées et traitées.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

24

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 25: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

II. GUIDAGE DU TUNNELIER

Mise en œuvre :

C’est là que réside une des difficultés. En effet, l’espace disponible pour l’installation du tachéomètre et de sa référence arrière dans la zone d’encombrement du TBM est très faible. Ceci a obligé l’entreprise Razel à étudier des potences spécifiques supportant tachéomètres et références.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

25

Coupes du TBM et zone de guidage

Tachéomètre de guidage sur sa console amovible

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 26: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

II. GUIDAGE DU TUNNELIER

Définition du projet théorique :

La géométrie de l’axe du tunnel a été préalablement rentrée sur l’ordinateur central du TBM : axe en plan, profil en long.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

26

Cible active ELS Prisme de référence sur console amovible

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 27: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

II. GUIDAGE DU TUNNELIER

Gestion du guidage :

Les changements de stations de guidage se font généralement tous les 20 à 50 mètres, en fonction de la courbure du projet. Celles-ci sont réalisées pendant les phases de maintenance du TBM qui ont lieu l’après-midi.A partir de la station actuelle, on détermine une nouvelle console à l’avant avec prise de référence sur la console précédente. Le tachéomètre est alors basculé sur cette nouvelle console et prend sa référence sur celle où il se trouvait jusqu’alors. cette nouvelle console et prend sa référence sur celle où il se trouvait jusqu’alors. Le contrôle consiste alors à vérifier les écarts sur la cible active (on possédait ces écarts avant le déplacement du tachéomètre, et on fait une mesure afin d’avoir leurs valeurs après).Les côtés de polygonales étant au maximum de 50 mètres, on peut très rapidement dériver en direction lors des basculements successifs.Pour limiter ce risque, le contrôle des potences des guidages doit être régulièrement réalisé à partir des consoles de polygonales situées à l’arrière du train du TBM. Bien que cette opération ne soit pas aisée, elle est néanmoins impérative.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

27

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 28: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

III. GUIDAGE DU TUNNELIER

Informations renvoyées par le TBM (guidage et pose d’anneaux) :

En ce qui concerne l’information de positionnement,le système du TBM génère un journal de navigation et un journal d’anneaux, dont un exemple est donnéci-dessous.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

28Point de référence par rapport à l’axe Guidage par rapport à l’horizon

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 29: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

III. GUIDAGE DU TUNNELIER

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

29

Tendances de déplacements

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 30: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

III. GUIDAGE DU TUNNELIER

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

30

Journal de navigation n°1807

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 31: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

III. GUIDAGE DU TUNNELIER

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

31

Journal anneau n°2308

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 32: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

IV. CONTRÔLE DE LA POLYGODE GUIDAGE PAR GYROSCOPIE

GPS

Nivellement direct

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

32

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 33: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

V. CONVERGENCE RCMS

GPS

Nivellement direct

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

33

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 34: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

VI. MONITORING DU TUNNEL ROUTIER AU DROIT DES RAMEAUX

GPS

Nivellement direct

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

34

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 35: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

I. PRÉSENTATION DU PROJETPRÉSENTATION DU PROJETPRÉSENTATION DU PROJETPRÉSENTATION DU PROJET : : : : RÉALISATION DE LA GALERIE DE SÉCURITÉ DU RÉALISATION DE LA GALERIE DE SÉCURITÉ DU RÉALISATION DE LA GALERIE DE SÉCURITÉ DU RÉALISATION DE LA GALERIE DE SÉCURITÉ DU TUNNEL ROUTIER DU FRÉJUSTUNNEL ROUTIER DU FRÉJUSTUNNEL ROUTIER DU FRÉJUSTUNNEL ROUTIER DU FRÉJUS

1) Marché

Depuis 2008, une galerie d’un diamètre interne de 8m, parallèle à la galerie existante du tunnel routier du Fréjus est creusée à une distance entre-axe d’une moyenne de 50m.50m.

Son diamètre interne est 8m, ce qui permet l’accès et le croisement des véhicules de secours.

La longueur de la galerie est de 12,875 km. La moitié du tunnel et de la galerie appartient à la France, et l’autre moitié à l’Italie (soit environ 6,5km par pays).

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

35

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 36: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

En plus de cette galerie de sécurité, de nombreux ouvrages garantissant une liaison avec le tunnel routier :- 34 abris, dont 18 côté France, avec une inter-distance moyenne de 370 m.- 9 by-pass carrossables, distants de 1 500 m maximum permettant l’accès des véhicules de secours depuis la galerie de sécurité vers le tunnel, dont 4 côté France.- 10 stations techniques (ST), dont 5 côté France.- 2 centrales de ventilation : l’une en France et l’autre en Italie.

I. PRÉSENTATION DU PROJETPRÉSENTATION DU PROJETPRÉSENTATION DU PROJETPRÉSENTATION DU PROJET : : : : RÉALISATION DE LA GALERIE DE SÉCURITÉ DU RÉALISATION DE LA GALERIE DE SÉCURITÉ DU RÉALISATION DE LA GALERIE DE SÉCURITÉ DU RÉALISATION DE LA GALERIE DE SÉCURITÉ DU TUNNEL ROUTIER DU FRÉJUSTUNNEL ROUTIER DU FRÉJUSTUNNEL ROUTIER DU FRÉJUSTUNNEL ROUTIER DU FRÉJUS

- 2 centrales de ventilation : l’une en France et l’autre en Italie.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

36La galerie de sécurité Les liaisons de sécurité Le tunnel routier existant

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 37: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

I. PRÉSENTATION DU PROJETPRÉSENTATION DU PROJETPRÉSENTATION DU PROJETPRÉSENTATION DU PROJET : : : : RÉALISATION DE LA GALERIE DE SÉCURITÉ DU RÉALISATION DE LA GALERIE DE SÉCURITÉ DU RÉALISATION DE LA GALERIE DE SÉCURITÉ DU RÉALISATION DE LA GALERIE DE SÉCURITÉ DU TUNNEL ROUTIER DU FRÉJUSTUNNEL ROUTIER DU FRÉJUSTUNNEL ROUTIER DU FRÉJUSTUNNEL ROUTIER DU FRÉJUS

2) Evolution

Depuis le 3 décembre 2012, a été décidée la mise en circulation dans le sens France-Italie avec 1 bande de circulation et 1 bande d’arrêt d’urgence. La nouvelle galerie devient donc une galerie de circulation, au même type que la La nouvelle galerie devient donc une galerie de circulation, au même type que la première.Cette décision a été prise en particulier pour empêcher les chocs frontaux dans le tunnel.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

37

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S

Page 38: Topo en souterrain Coursx - aftes.asso.fr · utilisée dans le domaine de la topographie permet de descendre à des précisions de ... L’impact d’une dérive angulaire restant

I. PRÉSENTATION DU PROJETPRÉSENTATION DU PROJETPRÉSENTATION DU PROJETPRÉSENTATION DU PROJET : : : : RÉALISATION DE LA GALERIE DE SÉCURITÉ DU RÉALISATION DE LA GALERIE DE SÉCURITÉ DU RÉALISATION DE LA GALERIE DE SÉCURITÉ DU RÉALISATION DE LA GALERIE DE SÉCURITÉ DU TUNNEL ROUTIER DU FRÉJUSTUNNEL ROUTIER DU FRÉJUSTUNNEL ROUTIER DU FRÉJUSTUNNEL ROUTIER DU FRÉJUS

3) Avancement

Actuellement (début 2013), la France a creusé 6km, d’abord à la méthode traditionnelle (explosifs…), et ensuite à l’aide d’un tunnelier (tunnelier = TBM : Tunnel Building Machine).

Le tunnelier « Anne »

- Poids total machine : 1 768T, - Poids total machine : 1 768T, dont 750T pour le train suiveur- Puissance installée : 4 200 kW

(entraînement de la roue)- Poussée en service courant : 2 500T,

poussée de déblocage jusqu’à 10 000T- Longueur : 170 m + 50 m de passerelle

De son côté, l’Italie a creusé environ 125 mètres.

Sensibilisation aux techniques topo en souterrain, Fabrice COL, GGC Topo

38

Doc

umen

ts p

édag

ogiq

ues

inte

rnes

au

Mas

tère

TO

S