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Grand Paris

PROLONGEMENT DE LA LIGNE 14 À SAINT-OUEN LOT T02
01/06/2017

PROLONGEMENT DE LA LIGNE 14 À SAINT-OUEN LOT T02


Vue d’ensemble du lot T02 – Tracé tunnel – Station et puits.
Station Mairie-de-Saint-Ouen – Installation de chantier pendant la phase 1.
La nouvelle hydrofraise gripperde Soletanche Bachy.

Le projet de prolongement nord de la ligne 14 jusqu’à Saint-Ouen a été lancé en 2014, avec pour objectif la désaturation de la ligne 13 et son intégration dans le futur réseau Grand Paris.
Le groupement Bouygues Travaux Publics – Soletanche Bachy France – Bessac – Soletanche Bachy Tunnels est adjudicataire du lot T02.

Ce marché prévoit la réalisation d’environ 2 200 mètres de tunnel depuis la station Clichy-Saint-Ouen
(lot T03), ainsi que la création du génie civil de la station Mairie-de- Saint-Ouen et de trois ouvrages du
type puits profond permettant les entrées et sorties du tunnelier.

 

L’OUVRAGE GLARNER, PUITS DE DÉPART DU TUNNELIER

 

Cet ouvrage, réalisé en parois moulées de 1,20 mètre d’épaisseur, est ancré à environ 48 mètres de profondeur dans le calcaire grossier. Ce puits, dont le fond de fouille se situe à 27 mètres de profondeur, est le point de départ du creusement des trois sections de tunnel constituant le lot T02. L’excavation a été réalisée principalement à l’hydrofraise. Les terrains traversés consistent dans la série marno-calcaire de Saint-Ouen, sables de Beauchamp, marnes et caillasses et calcaire grossier.
Il s’agit d’un ouvrage assez particulier en raison de sa géométrie trapézoïdale avec un tympan nord
simple pour le premier tronçon du tunnel (1 590 mètres), et un tympan double, au sud, pour l’attaque des deux autres tronçons.

 

DIMENSIONNEMENT DES PAROIS MOULÉES


Les calculs de parois moulées ont été réalisés par le bureau d’études de Soletanche Bachy France à
l’aide du programme « Paris » (développé en interne) qui permet de mener des calculs aux coefficients
de réaction. La paroi moulée a été instrumentée d’inclinomètres et a fait l’objet d’un suivi topographique en continu. Un suivi géologique et piézométrique de la fouille ainsi que des mesures régulières du débit d’exhaure ont également été mis en oeuvre par l’équipe géotechnique du chantier.

 

OPTIMISATION TECHNIQUE : SUPPRESSION DU RADIER INJECTÉ

 

La mise hors d’eau de la fouille a également fait l’objet d’un suivi particulier. L’essai de pompage,
réalisé avant le démarrage des terrassements et destiné à valider l’étanchéité de la boîte, a permis d’estimer un débit d’exhaure de l’ordre de 10 m3/h, significativement inférieur au critère de 80 m3/h maximum retenu dans la phase de dimensionnement. Cet essai a ainsi permis de s’affranchir des travaux de réalisation d’un fond injecté dans le calcaire grossier.

 

STATION MAIRIE-DE-SAINT-OUEN : RÉALISATION EN 2 PHASES – VARIANTE PAROI PROVISOIRE TRANSVERSALE

 

La station Mairie-de-Saint-Ouen est un ouvrage de 120 mètres de longueur et de 20 mètres de largeur constitué d’une paroi moulée périmétrique en béton de 1,20 mètre d’épaisseur. Elle est située à côté de la station du même nom de la ligne 13, au droit d’un carrefour en plein centre urbain de la commune de Saint-Ouen. L’extrémité nord-est de la station ne fait que 12 mètres de largeur, car elle est intégrée dans le bâti existant.
La paroi moulée est ancrée de quelques mètres dans le calcaire grossier à environ 42 mètres de profondeur. Cet écran de soutènement est principalement excavé à l’hydrofraise, qui permet de traverser les couches de sable de Beauchamp grésifiés, les marnes et caillasses et le calcaire grossier. Au final, c’est plus de 11 000 m2 de parois moulées qui sont nécessaires à la construction de la future station de la ligne 14.
Cette station, parallèle au boulevard Jean-Jaurès, coupe la rue Albert-Dhalenne. La circulation des véhicules et des piétons ne pouvant être totalement interrompue pendant la réalisation des travaux de fondation, ces derniers ont été découpés en deux phases : les parties de la station situées hors de la rue Albert-Dhalenne (emprises gagnées sur la démolition d’anciens bâtis) constituent la phase 1 des travaux. La voirie et les réseaux enterrés sont ensuite dévoyés sur une dalle portée, réalisée sur la paroi moulée. Ce basculement libère une nouvelle emprise de travaux, permettant de fermer la boîte par la réalisation des derniers panneaux de paroi moulée. Entre ces phases, le tunnelier traverse le volume de la future station « pleine masse », grâce notamment aux tympans en fibre de verre disposés à chaque extrémité de l’ouvrage.
Cette méthode de construction en deux temps, avec basculement de voirie, permet de maintenir en
activité l’ensemble des axes de circulation, réduisant ainsi les nuisances générées par le chantier.
Cependant, cette méthode implique un arrêt des travaux de la station compris entre 6 à 8 mois, temps nécessaire à la réalisation de la dalle portée, au dévoiement des réseaux et de la chaussée. Le terrassement de l’ouvrage et la réalisation des structures internes ne peuvent débuter qu’après la réalisation des derniers panneaux de paroi moulée en phase 2 (fermeture de la boîte pour permettre l’épuisement de la fouille).
Sur ce point, le groupement a proposé une variante de phasage qui permet de concilier maintien de la circulation et poursuite des travaux de la station.
À la fin de la phase 1, une paroi moulée provisoire transversale est réalisée afin de fermer un volume représentant environ les 2/3 de la future station, baptisé « boîte principale ». Les travaux de basculement de la voirie se poursuivent comme prévu, mais le terrassement et le gros oeuvre de la boîte principale peuvent démarrer immédiatement, indépendamment de la réalisation de la phase 2.

 

GESTION DES RISQUES

 

Conformément aux préconisations de l’AFTES, le marché prévoit une gestion des risques partagée entre le titulaire et le maître d’ouvrage. Le risque concernant la non-maîtrise du débit d’exhaure, lors de la phase d’épuisement de la station pendant son terrassement, fait partie des risques majeurs identifiés pour la station et les puits. Les reconnaissances hydrogéologiques complémentaires menées en début de chantier ont permis d’optimiser la profondeur de l’ancrage hydraulique dans le calcaire grossier. Grâce à cette disposition, la surface de paroi à réaliser a été réduite, avec néanmoins un débit d’exhaure inférieur au critère marché précédemment défini.
Des dispositions constructives ont également été mises en oeuvre afin de garantir le débit d’exhaure: l’excavation à l’hydrofraise de Soletanche Bachy permet de garantir une verticalité des panneaux
de 0,5 %. En complément, les joints water-stop permettant de garantir l’étanchéité entre les panneaux
sont descendus jusqu’au pied de paroi. L’essai de pompage, réalisé en fin de phase 1 au droit de la     « boîte principale », a montré des débits d’exhaure de l’ordre de 20 à 30 m3/h, bien en deçà des critères du marché.

 

L’OUVRAGE CACHIN : PUITS DE SORTIE DU TUNNELIER


L’ouvrage Cachin (initialement appelé « Pleyel ») est le premier puits de sortie du tunnelier. Il est situé
sur la commune de Saint-Denis, à plus de 1,50 kilomètre du puits de départ Glarner. Cet ouvrage circulaire de 22 mètres de diamètre est constitué d’une paroi moulée de 1,20 mètre d’épaisseur. Comme pour les précédents ouvrages, l’excavation est principalement réalisée à l’hydrofraise. L’emprise dédiée aux travaux est particulièrement exiguë. Cet ouvrage possède un tympan pour la sortie du tunnelier du lot T02, mais également un tympan en attente qui permettra de prolonger la ligne14 jusqu’à la future gare du Grand Paris Express de Saint-Denis-Pleyel.

 

LE TRAITEMENT DU TYMPAN DE SORTIE – PAROIS AU COULIS

 

Le dossier de consultation prévoyait le traitement des différents tympans de sortie et d’entrée en terre du projet par la réalisation d’un massif de jet grouting réalisé à l’extrados des ouvrages précédemment
érigés en parois moulées.

Ce traitement a fait l’objet de variantes par le groupement titulaire du marché : les massifs de jet grouting ont été remplacés au profit d’un sur-épaississement des parois au droit des tympans d’entrée et de sortie.

 

DIMENSIONNEMENT DE LA FICHE HYDRAULIQUE


L’ancrage de la paroi moulée dans le calcaire grossier à environ 60 mètres de profondeur présentait
une opportunité d’être réduit à environ 40 mètres et prolongé par une jupe injectée jusqu’à 60 mètres.
Afin de concrétiser cette opportunité, une campagne de reconnaissance hydrogéologique a d’abord
été menée avant le démarrage des travaux dans le but de valider les hypothèses de dimensionnement
et de stabilité hydraulique de l’ouvrage. Le débit d’exhaure maximum a été fixé par le marché sur cet ouvrage à 100 m3/h.

Une fois la paroi moulée réalisée, un essai de pompage préliminaire a permis d’estimer le débit d’exhaure à environ 160 m3/h. Suite à la réalisation de la jupe injectée, un second essai de pompage
a été effectué : il a permis d’évaluer le débit d’exhaure final à 90 m3/h.

 

L’hydrofraise à grippeur
Il s’agit d’une toute nouvelle génération d’hydrofraises. Mêlant le principe de la machine sur Kelly (type
XS) aux contraintes de la grande profondeur, cette hydrofraise va fonctionner comme un véritable
« tunnelier à la verticale ». Innovation majeure, elle permet à l’entreprise de prendre une longueur
d’avance sur la concurrence, de compléter sa gamme de matériels et de se préparer pour les enjeux du Grand Paris et ses parois profondes.

 

Jeroni BOUDE
Ingénieur travaux en charge des travaux spéciaux du lot T02 pour Soletanche Bachy France
Maxime FONTY
Ingénieur d’études pour Soletanche Bachy France


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