Projet TULIP : un dispositif pour mesurer l’impact des tunneliers du Grand Paris Express !

 

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TULIP (Tunneliers et Limitation des Impacts sur les Pieux) est un projet de recherche pour mieux connaître l’impact du creusement par tunnelier sur les terrains et les pieux de fondation des immeubles environnants, notamment en zone urbaine dense.

Conjointement mené par la Société du Grand Paris, l’ENTPE (École Nationale des Travaux Publics), le CETU (Centre d’Etudes des Tunnels) et l’ UGE (Université Gustave Eiffel), TULIP vient de franchir une nouvelle étape mi-juillet 2020.
En effet, un dispositif exceptionnel et grandeur nature a été mis en place à Aulnay-sous-Bois (93). Objectif : capter le moindre mouvement au passage du tunnelier Armelle, qui creuse la future ligne 16 du Grand Paris Express (GPE).

Les données collectées aideront à la planification des futures lignes de métro 15 et 18, elles aussi situées en zone urbaine dense. Elles amélioreront ces connaissances spécifiques au niveau international.

On fait le point pour vous dans notre article de la semaine.

 

 

TULIP : un système de mesure très précis

 

L’objectif principal du projet TULIP est de mieux comprendre et prévoir l’impact réel du creusement par tunnelier sur les fondations profondes du bâti environnant.

Une problématique technique et complexe, les procédés de surveillance habituels s’appuyant uniquement sur des instruments placés en surface (pendant et après les travaux).

TULIP repose sur un système de mesure bien plus précis. Ses mesures souterraines sont couplées à un dispositif en surface composé de trois grands amas d’acier (240 tonnes chacun). Ils simulent le poids d’un immeuble de plusieurs étages.
Érigée uniquement pour l’étude, cette structure en surface a été installée il y a quelques mois sur l’un des chantiers à proximité de la future gare d’Aulnay-sous-Bois. Cette dernière sera desservie par la ligne 16 du Grand Paris Express (GPE).

Pour exploiter au mieux les données récoltées pendant le passage du tunnelier Armelle, des mesures ont été effectuées 30 à 40 jours avant. Ce dernier creuse un tunnel de 3,3 km entre les puits Braque à Aulnay-sous-Bois et l’ouvrage Hugo au Blanc-Mesnil. 

 

Le Tunnelier Armelle – © Société du Grand Paris

 

Objectif : identifier les éventuelles mesures parasites et instaurer un état zéro de référence avant le passage du tunnelier.
De la même manière, les mesures continueront de se poursuivre d’ici la mi-août 2020 pour surveiller le retour à un régime d’équilibre après l’excavation.

 

Deux des trois amas d’acier qui constituent le dispositif du projet de recherche TULIP pour simuler le poids d’un immeuble. © Société du Grand Paris / Leticia Pontual



Ces immenses amas de poutres métalliques reposent sur des pieux en béton de 50 cm de diamètre, descendus à une profondeur comprise entre 15 et 21 m, au-dessus et en bordure immédiate du sillon du tunnel.
Ils sont tous trois équipés sur toute leur longueur de quatre fibres optiques et de 32 cordes vibrantes. Ces équipements renseignent sur leur déformation et leur déplacement au passage du tunnelier.

Le dispositif est également complété par 50 cibles topographiques. Elles sont placées en surface, le long de l’axe du tunnel. A celles-ci s’ajoutent de nombreux capteurs implantés dans le sol, à 30 m de profondeur, autour des pieux.
Les capteurs servent à mesurer les variations de la nappe phréatique et les déformations du sol. Ils sont joints d’accéléromètres verticaux et 3D. Eux-mêmes installés en surface et dans le tunnelier, ils permettent ainsi d’enregistrer l’ensemble des vibrations.

 

Installé en surface, l’accéléromètre capte les vibrations du sol. © Société du Grand Paris / Leticia Pontual

 

Tête de l’un des trois pieux en béton, surmontée d’un vérin qui supporte un amas de 240 tonnes de poutres métalliques. © Société du Grand Paris / Leticia Pontual

 

// À (re)lire : Découvrez le design des futures rames de métro du Grand Paris Express (L 15, 16 et 17) 

 

 

Pourquoi choisir la Ligne 16 pour ce dispositif ?



La ligne 16 du GPE n’a pas été choisie par hasard.
Si la temporalité des travaux permettait la mise en place de ce dispositif conséquent, c’est surtout sur les plans géologique et démographique que la ligne 16 est intéressante.
En effet, la nature des sols (marne calcaire et sable argileux) est assez représentative de ce qu’on l’on peut trouver dans l’ensemble du bassin parisien. Des enseignements utiles donc pour les autres lignes du GPE (L 15 et L17) dont les chantiers d’excavation n’ont pas encore commencé.

De plus, la ligne 16 desservira des quartiers urbains particulièrement denses. De nombreux bâtiments, dont un certain nombre avec des fondations profondes, se trouvent à proximité du tracé. Ces données sont donc essentielles à plusieurs niveaux. D’une part pour la poursuite du GPE, mais également pour documenter de futurs projets (les projets de chantiers ferroviaires en zone dense se multipliant dans le monde).

Ce type de phénomène a déjà été étudié à plusieurs reprises, notamment en Hollande et en Angleterre. Cependnat, les zones en question étaient différentes : sur le plan géologique, et aussi moins denses que celle d’Aulnay-sous-Bois.

“Même si des avancées notables ont été réalisées ces dernières décennies, la prévision de l’impact du creusement au tunnelier sur les fondations profondes des ouvrages avoisinants reste complexe et peut encore être améliorée et optimisée. Qui plus est, ce sujet monte en puissance ces dernières années avec la multiplication des chantiers ferroviaires situés en zone dense. L’objet du projet TULIP est d’améliorer l’état actuel des connaissances mondiales dans ce domaine”, explique Charles Kreziak, de l’unité infrastructure et méthodes constructives de la Société du Grand Paris, référent génie civil pour la ligne 16.

 

Le dispositif du projet TULIP photographié par un drône © UGE / Société du Grand Paris

 

 

 

Grand Paris Express : l’un des projets du siècle !

 

Pour rappel, le GPE est le projet pharaonique qui vise à créer et améliorer un réseau de transport urbain de grande envergure afin de réduire les inégalités territoriales. Le projet se lance dans le cadre de la Métropole du Grand Paris. A terme, l’agglomération parisienne se transformera en une véritable Métropole mondiale. 

Concrètement, pas moins de 200 km de rails (dont 90% souterrains) seront créés pour connecter les villes de la Métropole du Grand Paris grâce à un Supermétro, en prolongeant les lignes de métro actuelles et en en créant de nouvelles.

Géré par la SGP (Société du Grand Paris, créée pour l’occasion en 2010), le GPE va tout simplement doubler la longueur actuelle du Métro francilien !

Les premières lignes devaient être mises en service à l’occasion des JO de Paris de 2024. Or de nombreux retards, notamment certains découlant du Covid-19, retardent le chantier. Lors du conseil de surveillance du 7 juillet dernier, la SGP annonçait en effet des retards prévisionnels compris entre 3 et 8 mois.

 

La phase d’acquisition et d’analyse de données en cours sur le tracé de la ligne 16 donnera lieu à des travaux de modélisation.

Objectif :  une meilleure compréhension des conséquences du passage d’un tunnelier sur le bâti en surface, à travers le développement d’un outil de prévision numérique applicable à plus grande échelle. Pourquoi ? Les autres lignes du GPE, mais aussi d’autres projets d’infrastructure similaires dans le monde.

Le financement de l’étude a été rattaché au marché d’Eiffage (lot 1) notamment pour la fabrication des pieux, pour constituer la structure et pour mettre en place le suivi de surface. L’ENTP, le CETU et l’UGE sont également partenaires techniques et financiers de TULIP. De son côté, la SGP finance TULIP à hauteur de 1 million d’euros. 

Source et photos.

 

 

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