Tunnel De Saverne

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Charlotte a la tête sous terre. Le prénom d’une jeune habitante d’Ernolsheim-lès-Saverne a été donné au tunnelier lancé à hauteur de cette petite commune alsacienne. Le percement du col de Saverne a démarré sur le lot 47 de la Ligne à grande vitesse Est européenne, 2 e phase. La machine, longue de 110 m, ronronne depuis une semaine. Sa partie avant a pénétré le grès, sur une vingtaine de mètres. Les cinq remorques qui composent l’engin sont encore presque toutes visibles à l’extérieur, sur la base de lancement.

La mise en route est progressive, la cadence relative. « On avance de 4 à 5 mètres par jour pour le moment », précise Alain Lacroix, chef de groupement d’entreprises sur le chantier. Fin novembre, début décembre, une fois la phase de rodage passée, la vitesse de pointe atteindra 20 m par jour, selon les endroits. Le chef de chantier prévoit une évolution de 200 à 300 mètres d’ici Noël sur les 4 km de tunnel à excaver.

L’opération est délicate. Après les sondages de terrain réalisés en amont, deux zones complexes ont été identifiées sur le tracé (à l’entrée et au centre du tunnel) composées de marne calcaire et de grès désagrégé. Une spécificité pour laquelle la machine a été conçue.

Vie souterraine

À l’extérieur, une imposante charpente métallique entoure le tunnelier de 10 m de diamètre. Des anneaux épais en béton ont permis son impulsion sur vérins, un élan nécessaire pour entamer le travail. Toute la percée du tunnel sera solidifiée par la pose de ces mêmes anneaux de deux mètres de large installés au rythme de l’avancement.

Dans le massif, sous terre, l’espace est confiné. Le bruit étouffé. Escaliers, passerelles et ponts en acier surplombent un dédale de tuyaux acheminant notamment l’eau, l’électricité et le mortier. Les dents et les disques de la roue de coupe grignotent la terre et la rejettent sur un long tapis roulant jusqu’à la plateforme de chantier. En cabine, le pilote navigue grâce à des données informatisées transmises sur écrans.

« Le tunnel n’est pas droit, il dessine une courbe », souligne Alain Cuccaroni, directeur des opérations de la LGV pour Réseau ferré de France (maître d’ouvrage). Un dénivelé de 50 mètres environ sépare les points d’entrée en Alsace, et de sortie en Moselle, près de Danne-et-Quatre-Vents. Ce lot 47 est un des plus onéreux du tracé : 185 millions d’euros, dont 150 millions environ pour la seule traversée du massif vosgien.

À terme, le tunnel sera composé de deux tubes parallèles reliant les deux régions. Le percement de la première voie devrait se terminer en août 2012. Pendant près de neuf mois, la machine et cinq équipes de vingt-deux employés tourneront sans interruption à la lumière des groupes électrogènes. Au jour, sur la plateforme du chantier, à Ernolsheim-lès-Saverne, la préparation de la rampe de lancement devant l’entrée du deuxième tube est déjà en marche.

En tête du tunnelier, une roue de coupe équipée de 144 dents et de 55 disques perce le col.

La tête de coupe rotative est l’organe qui porte les outils. Elle doit assumer les fonctions de découpe du terrain et de ramassage des déblais. Elle est à la fois poussée contre le terrain grâce aux vérins longitudinaux et animée d’un mouvement de rotation par ses moteurs d’entraînement qui peuvent être hydrauliques ou électriques.

Pour progresser, tout tunnelier doit pouvoir disposer vers l’arrière d’une réaction d’appui suffisante pour vaincre la somme des forces longitudinales qui s’opposent à cette progression. Ces forces dépendent de la nature du terrain et de l’architecture du tunnelier.

Le tunnelier prend appui longitudinalement sur la dernière tranche de revêtement réalisée, au moyen d’une série de vérins longitudinaux périphériques. Ce système suppose évidemment que le tunnel est revêtu et que le revêtement est posé directement à l’arrière de la machine au fur et à mesure de l’avancement. C’est le cas général des tunneliers pour terrain meuble et aquifère comportant une jupe dans laquelle le revêtement est posé. Ce revêtement peut être constitué de voussoirs préfabriqués en béton.

L’érecteur, dont la fonction consiste à amener le voussoir à sa position définitive dans l’anneau. Pour remplir ce rôle, l’érecteur est doté de nombreux mouvements, à la fois dans le sens longitudinal du tunnel, en rotation autour de son axe, ainsi que dans le sens radial. Il doit pouvoir effectuer à la fois des mouvements rapides pour l’approche, et des mouvements lents et précis pour le positionnement final.

Les tunneliers constituent un outil aujourd’hui irremplaçable pour le creusement d’ouvrages linéaires dans des situations géologiques extrêmement diverses.

La précision du guidage est souvent un critère essentiel de la qualité de l’ouvrage. Par exemple, quand une déviation est constatée, une grande longueur est souvent nécessaire pour effectuer le rattrapage et revenir à la trajectoire imposée.

C’est pourquoi la tendance actuelle est favorable aux méthodes de contrôle permanent de la position du tunnelier et parfois aux méthodes de conduite automatique.

Le guidage des tunneliers comporte deux opérations distinctes que, par analogie avec les opérations maritimes, on désigne par :

• la navigation, qui est une opération de repérage topographique ;

• le pilotage, qui est la conduite