Percement de la galerie du Fréjus, plus long ouvrage routier souterrain en Europe

Percement de la galerie du Fréjus, plus long ouvrage routier souterrain en Europe

La Société Française du Tunnel Routier de Fréjus (SFTRF), la SITAF, les deux maitres d’ouvrage et RAZEL‐BEC, acteur majeur des Travaux Publics du groupe Fayat, ont convié le lundi 17 novembre leurs partenaires et salariés autour du percement de la galerie de sécurité du tunnel de Fréjus en Italie. Cet ouvrage, long de près de 13 km et dont les travaux de gros œuvre seront achevés en 2016, est aujourd’hui le plus long tunnel routier souterrain en Europe. Sa construction a été marquée par sa réalisation au tunnelier avec le passage dans des zones de fortes convergences et, d’autre part, l’exécution simultanée sur le lot 1 des jonctions par des rameaux de sécurité entre le tunnel en cours de travaux et le tunnel en exploitation.

« Le percement d’un tunnel est toujours un moment symbolique important dans la vie d’un chantier, une étape clé qui nous rapproche de la fin des travaux. Nous sommes heureux de partager ce moment intense avec tous ceux qui ont contribué activement à la réalisation de ce projet sécuritaire majeur, qui illustre parfaitement notre savoir‐faire dans les ouvrages sous‐ terrain », indique Laurent Fayat, Président de RAZEL‐BEC.

Après l’incendie dans le tunnel du Mont-Blanc du 24 mars 1999, la législation en matière de sécurité dans les tunnels routiers a subi d’importantes évolutions.

La réalisation de la galerie de sécurité du tunnel du Fréjus s’inscrit dans le cadre de la mise en conformité avec la nouvelle règlementation.

Afin de répondre à cette nouvelle réglementation, la Société Française du Tunnel Routier du Frejus (SFTRF) a lancé un marché pour la réalisation d’une galerie de sécurité parallèle au tracé du tunnel routier existant qui relie le Piémont à la Savoie. Cette galerie est longue de 12 875 mètres et présente un diamètre de 8 mètres. Razel s’est vu confier la construction des 6 495 mètres correspondant au marché côté France. Les deux tunnels distants de 50 mètres environ seront reliés entre eux par 34 abris de sécurité de 100 m2. La création de 5 by-pass carrossables permettra aux équipes et engins de secours d’intervenir à partir de la galerie de sécurité. Les travaux porteront également sur la réalisation de 8 stations techniques et de 2 usines de ventilation, permettant la mise à niveau des équipements.

Image : ©Razel-Bec

Le contexte géologique :

Trente ans séparent le percement du tunnel du Fréjus réalisé alors en méthode conventionnelle à l’explosif avec ce nouvel ouvrage creusé avec l’aide d’un tunnelier. Les concepteurs de cet ouvrage ont considéré qu’à ce jour, les évolutions technologiques permettaient de réaliser le creusement de la galerie de sécurité à l’aide d’un tunnelier à simple jupe et la mise en place du revêtement définitif préfabriqué en sortie de bouclier.

Le tunnel routier côté France (6 495 mètres) traverse les formations de la zone briançonnaise externe composées d’une série d’écailles très hétérogènes (anhydrites, cargneules, schistes verts) sur les 1 700 premiers mètres. Puis le creusement se poursuit exclusivement dans des schistes lustrés de la zone piémontaise (ou calschistes) sous des hauteurs de couverture de 800 à 1 800 mètres.

Le creusement

L’excavation de la galerie se décompose en deux parties.

Les 650 premiers mètres de la galerie sont creusés de manière traditionnelle à l’explosif, avec un soutènement par boulonnage et béton projeté. La cadence moyenne d’excavation a été de 4,2 mètres par jour. Le revêtement sera composé d’un radier et d’un anneau coffré en place de 45 centimètres.

Les 5 845 mètres restants pour atteindre la frontière franco-italienne sont réalisés à l’aide d’une machine de creusement mécanique appelée « tunnelier roche dure ».

Dans le but de préserver l’environnement et de limiter les transports, une partie des matériaux extraits sera concassée et réutilisée pour la construction du projet, le reste des déblais étant entreposé dans une ancienne carrière à proximité de l’entrée du tunnel.

Le diamètre nominal du bouclier est de 9,46 mètres avec une conicité importante pour tenir compte du risque de convergences. La convergence caractérise la tendance naturelle du terrain à se refermer après le forage. Elle témoigne de forces tectoniques présentes dans le massif et/ou de la pression appliquée par le poids des terres à la verticale de la galerie (couverture). Pour y faire face, et prévenir tout coincement du tunnelier, il est prévu de pouvoir augmenter le diamètre d’excavation de la machine, de 10 cm dans un premier temps puis, dans un deuxième temps, de 20 cm.

Les cadences moyennes d’excavation retenues sont de 15 mètres par jour. Le terrain est abattu par des molettes réparties sur la tête du tunnelier qui sont espacées de 10 cm. La roue de coupe tourne à une vitesse variable entre 0 et 6 tours/minute, elle pèse 1 000 tonnes et est équipée de 8 moteurs électriques dont la puissance totale installée est de 7 800 kVA .

Le tunnelier retenu est un tunnelier au rocher constitué d’un bouclier simple jupe à appui longitudinal et de 10 remorques équipées de tous les systèmes hydrauliques et électriques nécessaires au fonctionnement de la machine. Ces remorques permettent d’assurer également l’ensemble de la logistique et notamment, l’approvisionnement des voussoirs et du mortier de bourrage et de la gravette ainsi que la ventilation.

Le tunnelier mesure 170 mètres de long. Il a été assemblé dans une chambre de montage souterraine située à environ 650 mètres de l’entrée de la galerie. La structure du bouclier est calculée pour résister aux poussées du terrain, aux détachements de blocs éventuels, ainsi qu’aux efforts de poussée nécessaires à l’avancement et au guidage du tunnelier.

L’excavation avec un tunnelier à simple jupe apporte des réponses adaptées à la problématique du massif du Fréjus pour limiter les conséquences éventuelles de l’évolution des déformations et de la zone plastique et pour améliorer la répartition des charges sur le revêtement :

• une section parfaitement circulaire (favorable dans les sections potentiellement convergentes) ;

• des vitesses d’avancement plus rapides qu’en méthode conventionnelle (la durée moyenne entre l’excavation et la pose de l’anneau en sortie de bouclier est de 2 heures) ;

• un terrain préservé autour de l’excavation (peu de vibrations, maîtrise de la géométrie) ;

• un confinement a l’extrados des voussoirs dans une géométrie contrôlée (surcoupes).

· Maître d’ouvrage :

o Société Française du Tunnel Routier du Fréjus (SFTRF)

· Maître d’ouvrage Italie :

o Società Italiana per il Traforo Autostradale del Frejus(SITAF)

· Maître d’œuvre : Groupement I3S – Inexia / SWS / SEA

· Mandataire des travaux :

o RAZEL‐BEC en groupement avec Bilfinger Berger

· Début des travaux : 18 mai 2009

· Fin des travaux : octobre 2017