A l’été 2017, le Sud-Ouest à 2 h de Paris…

A l’été 2017, le Sud-Ouest à 2 h de Paris…

Grâce à un tronçon de 302 km, le Sud-ouest a s’ouvrir à la capitale. Cette portion permettra de relier par TGV Bordeaux à Paris en 2 h 05 à partir de l’été 2017.

Ce tronçon constitue, par ailleurs, le plus grand chantier linéaire européen actuel.

Pas moins de 440 ouvrages d’art serviront ces 300 km de LGV. Ponts-rails, ponts-routes, sauts-de-moutons, longues estacades constituées de poutres PRAD, grands viaducs dont sept réalisés en voussoirs préfabriqués en béton précontraint, tranchées couvertes, écrans acoustiques constituent le panel des ouvrages d’art…

La LGV SEA, pour Ligne à Grande Vitesse Sud Europe Atlantique, s’inscrit dans un schéma global d’aménagement du territoire issu des décisions du Grenelle de l’Environnement. Elle va contribuer au renforcement de l’axe transeuropéen qui relie, par la façade Atlantique, les régions nord et est de l’Europe au sud-ouest de la France et à l’Espagne. Représentant un investissement de 7,8 milliards d’euros qui couvre l’ensemble des travaux de génie civil et de superstructure ferroviaire, la ligne est réalisée dans le cadre d’un contrat de Partenariat Public Privé sous forme d’une concession d’une durée de 50 ans.

Jusqu’en 2061 les entreprises ferroviaires qui rouleront sur la LGV verseront une redevance à LISEA, société concessionnaire de la future ligne, responsable des financements privés afférents. Cette redevance lui permettra d’assurer la maintenance, le renouvellement des voies et de rembourser les emprunts contractés pour financer les travaux.

Les 302 km nouveaux, auxquels s’ajoutent 38 km pour les dix raccordements de la LGV aux lignes classiques, représentent en fait le prolongement naturel de la branche sud-ouest de la ligne Atlantique mise en service en septembre 1990. Le futur tracé touche 113 communes situées sur six départements, trois régions et quatorze sites Natura 2000. Entre- pris simultanément en février 2012 les travaux, qui constituent le plus gros chantier linéaire européen actuel, vont nécessiter six années d’intense activité. Leur ampleur a imposé un « découpage » de la ligne en 16 lots répartis en sept sections géographiques.

« Dans le contexte environnemental très sensible, la ligne à grande vitesse a été étudiée pour « coller » le plus possible au terrain naturel.

De ce fait, il n’y a pas de remblais démesurés, peu d’ouvrages d’art de grande hauteur hormis ceux de franchissement de vallées, ce qui minimise les contraintes visuelles et environnementales », explique François Batifoulier, de Vinci Construction, directeur du génie civil sur la ligne SEA. Sur les quelque 440 ouvrages d’art comptabilisés, il pilote l’exploitation des 20 ouvrages non-courants qui ne sont pas intégrés dans les sections des lots TOARC. Ces ouvrages se classent en quatre familles.

La première concerne la tranchée couverte de Veigné, au sud de Tours. Les rames TGV circuleront dans un ouvrage butonné long de 1 755 m, profondde15m, qui passe sous quatre grands axes routiers et autoroutiers dont la RD 910 et l’autoroute A85. Un choix d’ouvrage justifié par l’aspect péri-urbain de ce secteur où une zone d’activité commerciale est en cours de développement, cette solution permettant de réduire l’emprise et les nuisances sonores. Deuxième famille, les estacades au nombre de trois. Celle de La Folie au nord de Poitiers, qui passe au-dessus de la RN 147 et de la RD 910, permettra à la LGV de se raccorder à la ligne classique menant à la gare. Cet ouvrage de 1 800 m comporte 71 piles reposant sur des fondations constituées de pieux de 1,5 à 2 m de diamètre, de 12 à 20 m de hauteur, supportant des massifs intermédiaires (semelles) de 80 à 900 m3 de béton armé. La deuxième estacade, située au sud d’Angoulême, est d’une longueur de 720 m et compte 38 appuis. La troisième, à l’arrivée nord de Bordeaux, est longue de 338 m et comporte 16 appuis. Leurs tabliers font appel à la technique des poutres en béton (classe de résistance C60/75) précontraint par torons adhérents (PRAD). Avec six poutres pour les tabliers simple voie et 11 pour ceux en double voie, il en faudra au total plus de 1 000. Celles de 20 m de long, pesant 30 t, sont fabriquées par un groupement d’entreprises SEA/Bonna-Sabla à La Crèche, près de Niort. Celles de 30 m (55 t), mises en œuvre sur l’estacade de La Folie, proviennent de l’usine espagnole Terra Armada à Madrid. Autre famille importante : les viaducs. Cinq auront un tablier mixte, sept seront constitués de voussoirs préfabriqués en béton précontraint. La pose des voussoirs s’effectue grâce à un système de haubanage provisoire qui permet de les assembler « à l’avancement ». « Une technique Vinci utilisée pour la première fois en ferroviaire », précise François Batifoulier, mais récemment mise en œuvre par Dodin Campenon Bernard pour le viaduc routier de Compiègne et auparavant pour les viaducs du Barrails sur l’A89 et de Nantua-Neyrolles sur l’A40.

Enfin, le viaduc franchissant la Dordogne constitue à lui seul une famille. Avec ses 1319 m qui en font le plus long de la ligne (hors estacades), ses 20 appuis (2 culées, 18 piles dont 6 en rivière), il se décompose en plusieurs ouvrages. Un pont principal de 800 m au-dessus de la rivière en béton précontraint coulé en place par encorbellements successifs aux piles ayant la forme de fûts creux elliptiques, deux ouvrages mixtes d’accès (6 et 3 travées) et deux travées inertes à ossature mixte. Compte tenu de la géologie, les fondations ont nécessité la réalisation de 3280 ml de pieux de 1,5 à 2 m de diamètre et de 20 à 32 m de long (10 000 m3 de béton).

A travers la revue Construction Moderne, le CIM Béton s’attache à parcourir les métiers liés aux travaux publics en publiant la description des plus belles réalisations d’ouvrages d’art et de chantiers d’infrastructures permettant ainsi de mieux faire connaître ces métiers.

Relativement sobres, ces grands ouvrages, qui ont été dessinés par le cabinet Lavigne & Chéron Architectes, comporteront une corniche en béton jaune-blanc rappelant la pierre calcaire régionale « animée d’une vague symbolisant l’Atlantique ».

Pour réduire les nuisances sonores, la ligne comportera aussi un important linéaire d’écrans acoustiques en béton(11000élémentsde2,50m sur les ouvrages et 10 000 de 5 m posés sur les futurs remblais) soit près de 65 km. Ces éléments sont préfabriqués par le groupement SEA/Bonna Sabla dans une usine située à Cinq-Mars-la-Pile, près de Tours. La LGV franchissant 600 écoulements naturels, dont 89 cours d’eau, du simple ruisseau à la rivière importante, la transparence hydraulique est bien sûr indispensable. Tous les ouvrages ont donc été dimensionnés pour assurer le libre écoulement des eaux, même en cas de crue. D’autres permettent la continuité des territoires pour la faune, qu’elle soit petite avec de simples buses en béton ou grande grâce à des tranchées couvertes réalisées à partir d’éléments préfabriqués en béton.

Les études complexes selon les normes Eurocodes des principaux ouvrages d’art ont pris en compte de fortes contraintes liées aux efforts dynamiques dus à la vitesse de conception de 350 km/h, même si en exploitation les TGV ne rouleront à l’ouverture de la ligne qu’à 320 km/h. Sont également intégrés dans les calculs des efforts liés au freinage – démarrage de deux rames se croisant sur un viaduc et des effets du déraillement de la rame. Le groupement COSEA a conçu des ouvrages d’art non courants qui répondent d’une part aux critères techniques et, d’autre part, aux délais très serrés imposés. « Le Génie Civil a réellement commencé au printemps 2012 et doit s’achever au printemps 2015. Construire plus de 400 ouvrages sur un linéaire de 300 km en trois ans seulement exige des moyens énormes. C’est près de 6 000 collaborateurs et une mobilisation de toutes les forces vives de Vinci, de NGE et de Razel-BEC. Du jamais vu. C’est surtout ce challenge qui fait la spécificité de SEA », conclut François Batifoulier.

1 340 VOUSSOIRS EN BÉTON

Les tabliers de sept viaducs (du nord au sud : l’Indre 480 m ; l’Auxances Ouest 443 m ; l’Auxances est 446 m ; la Charente Nord 480 m ; la Charente Médiane 522 m ; la Boëme 450 m ; du Claix 450 m), seront constitués de 1 340 voussoirs en béton précontraint : 1 097 courants et 243 spéciaux pour ceux situés sur piles ou sur culées. Tous sont conçus dans une aire de préfabrication de 30 000 m2 créée de toutes pièces à Coulombiers (Vienne), à proximité immédiate du futur tracé. Pourquoi un tel choix ? « Ce principe de préfabrication sur une aire dédiée permet de maîtriser les aléas climatiques, de réduire les délais de construction, de rationaliser la fabrication en maîtrisant au mieux les différents paramètres, géométrie, armatures, béton, et en limitant les opérations de bétonnage dans des sites sensibles d’un point de vue environnemental comme les cours d’eau, ou à la topographie difficile à l’exemple de vallées encaissées », explique Peyo Cordova, directeur de projet viaducs à voussoirs préfabriqués.

Menées en parallèle du chantier proprement dit, les opérations de préfabrication permettent de réduire le délai global de construction. D’une largeur de 12,90 m, équivalente à celle de la plate forme ferroviaire, hauts de 4,25 m, les voussoirs courants sont longs de 2,24 m à 2,80 m et les spéciaux de 1,20 m à 1,50 m. D’un poids unitaire de 52 à 65 t, ils nécessiteront au total 33 400 m3 de béton (classe de résistance C 50/60) provenant d’une centrale BPE située à une quinzaine de kilomètres du site. L’aire de préfabrication sur laquelle travaillent 5 personnes en encadrement, 25 pour les opérations de coffrage et de bétonnage, et 25 en sous-traitance pour les armatures (7 000 t) des voussoirs, est active cinq jours par semaine. L’installation comporte une ligne de bétonnage complète avec une trémie agitatrice, une pompe, deux colonnes et un mât de bétonnage. La zone de stockage, d’une capacité de 330 voussoirs sur deux niveaux, est desservie par un portique d’une capacité de 70 t se déplaçant sur 370 m.

La fabrication des voussoirs courants a démarré en juillet 2012, celle des voussoirs spéciaux en octobre. La production hebdomadaire atteint 15 éléments pour les premiers, 2 à 3 pour les seconds. Un voussoir reste entre un et six mois sur l’aire de stockage. Effectuées par convois routiers exceptionnels, les livraisons de voussoirs sur les sites des ouvrages ont démarré en janvier 2013 par celui de la Boëme. Elles s’achèveront par celui de l’Indre au cours de l’automne 2014. «Cette méthode est adaptée aux ouvrages de grande longueur et une telle installation ne se justifie que si le linéaire de tablier à réaliser est important et au moins supérieur à 2 km, poursuit Peyo Cordova. Les ouvrages en béton précontraint ne sont pas démodés, nous avons ici l’exemple que cette technique a de l’avenir. » Pour fournir le béton des ouvrages, soit un volume total estimé à 850 000 m3, le constructeur COSEA s’est appuyé sur les réseaux locaux des centrales BPE existantes pour minimiser les conséquences sur l’environnement et a formé des groupements entre les différents fournisseurs. Réparties géographiquement du nord au sud par rapport à la ligne, ces centrales sont au nombre de 23. Traversant des sous-sols aussi variés que critiques, le projet impose la mise en œuvre de bétons spécifiques capables de résister à diverses agressions, notamment chimiques, nécessitant donc d’être formulés avec des ciments offrant des propriétés adaptées. « Nous utilisons beaucoup de bétons composés de ciments à faible chaleur d’hydratation, ceci pour éviter une montée trop importante en température générée par l’hydratation des ciments et donc répondre aux critères de prévention vis-à-vis du risque de réaction sulfatique interne (RSI) », précise François Batifoulier. La réalisation des grosses semelles d’ouvrages, conçues pour reprendre les efforts énormes imposés par les contraintes ferroviaires, ayant tendance à s’échauffer, nécessite des contrôles permanents. Ne pas tenir compte de cet échauffement du béton au jeune âge provoquerait en effet des risques de fissuration.

Calendrier :

2010-2012 : études et concertations, acquisitions foncières, fouilles archéologiques, déviations de réseaux

2012–mi-2015 : travaux d’infrastructure et de Génie Civil

Mi-2014 – 2016 : pose des équipements ferroviaires

Mi-2016 : premiers essais, homologation et marches à blanc

Mi-2017 : mise en service de la ligne

Chiffres clés :

Longueur de la LGV : 302 km

Longueur des 10 raccordements :

38 km

Déblais : 68 millions de m3, dont une part réutilisée en remblais

Remblais : 12,8 millions de m3

Ouvrages d’art : 440

Viaducs : 15 ; sauts-de-mouton : 15 ; tranchées couvertes : 5

Ouvrages hydrauliques : 240

Écrans acoustiques en béton :

37km Corniches béton sur OA : 27 km

Volume total de béton : 850 000 m3

Investissement : 7,8 milliards d’€

Collaborateurs sur le terrain au plus fort des travaux : 6 000

Maître d’ouvrage et société concessionnaire : LISEA

Conception et construction :

COSEA piloté par Vinci Construction, composé de Dodin Campenon Bernard, d’Eurovia et du pôle Énergies de Vinci, BEC-FAYAT, NGE, TSO, Ineo, Systra-Inexia, Arcadis, Egis Rail

Maintenance et exploitation :

MESEA ; Vinci Construction ; Systra-Inexia

Durée de la concession :

50 ans, soit jusqu’en 2061

Coût : 7,8 Md €HT