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ET OUVRAGES

ORGANE OFFICIEL DE L'ASSOCIATION FRANÇAISE DES TRAVAUX EN SOUTERRAIN

Revue bimestrielle NO 11 SEPTEMBRE - OCTOBRE 1975.Directeur de la Publication : Chritian RIVIERESecrétaire de Rédaction : Jean-Luc REITH1

B.P. 48 -109, avenue Salvador Allende 69672 BRON - Tél. (78) 26-88-25

A. ARVIEU

H. BEJUI

L. CARPENTIER

E. CHAMBRON

G. CAGNIONCLE

P. DEJOU

J.-A. DUBOIS

R. DUSSART

J. ELKOUBYP. FAUVEAU

J.GOGUEL

J. KERISEL

L. KOCH

R. LARROUZEP. LEFRANCOIS

R. LEVY

L. LUPIAC

J.-N. PLICHON

F. RAMEL

J. REROLLE

COMITÉ DE RÉDACTION

Directeur de l'Équipement à laSociété du Canal de Provence.Ingénieur en chef départementTravaux Publics — Société Géné-rale d'Entreprises.Ingénieur Général honoraire de laS.N.C.F.Ingénieur en Chef Direction del'Équipement S.N.C.F.Président - Directeur Général -SECOMA.

Président d'honneur de l'Associa-tion des Ingénieurs des Villes deFrance.

Administrateur - Directeur GénéralEnt. C. MONTCOCOL.Ingénieur en Chef des Ponts etChaussées — Directeur de la VoiriePréfecture de Paris.

Directeur Général de l'A.R.E.A.

Ingénieur en Chef des Ponts etChaussées — Adjoint au DirecteurGénéral de l'Aménagement Urbain— Préfecture de Paris.Ingénieur Général des Mines —Vice-Président du B.R.G.M.

Président - Directeur Général —SIMECSOL.Ingénieur en Chef des Mines, Di-rection Technique de l'Environne-ment industriel & Mines — Servicedes Techniques du sous-sol.Trésorier de I'A.F.T.E.S.

Président - Directeur Général del'Entreprise LEFRANCOIS - Pré-sident du Syndicat des Entrepre-neurs- de Travaux souterrains deFrance.Directeur adjoint de la SociétéG.T.M. — Bâtiments et TravauxPublics - Gérant de la SociétéForages et Galeries.Directeur des Travaux Neufs de laR.A.T.P.

Contrôleur Général de l'E.D.F. -Directionde l'Équipement hydrau-lique.Ingénieur Général des Ponts etChaussées — Secrétaire Général del'A.F.T.ES.Président de Section honoraire duConseil Général des Ponts etChaussées — Président deI-A.F.T.E5.

SOMMAIREVie de l'Association 171

Le franchissement de la zone MÊSOZOIQUEpar le Tunnel Routier du Saint-Gothard

parM.BOURQUIN 173

La sécurité des usagers dans les tunnels routierspar F. RAMEL et C. BERENGUIER 186

Du stockage souterrain pétrolierau revêtement d'ouvrages en intrados

parJ. TABARY 191

Orange Fish TunnelDepartment of Water A ffairs (R.S.A.) 193

Communiqués

Bibliographie

202

203

Notre couverture :Mini-Tunnelier pour lecreusement de sectionsréduites

ATLAS COPCO FRANCE326, rue du Général Leclerc95130- FRANCONVILLETél. : 803.54.54

Éditions SEPALY157, Avenue Jean Jaurès69150 DÉCIMESR.C. Lyon 74 B 943

Administration et Publicité :Christian RIVIERETél. : (78) 49-09-22Imprimerie Offset-Vendôme259, rue de Créqui - 69003

ABONNEMENT UN AN(six numéros)

Membres APTESFranceÉtranger

Prix de ce numéro

60 F85 F

110 F

18 F

Dépôt légal :4ème trim. 75

Les articles signés n'engagentque la responsabilité de leurauteur.

Tous droits de reproduction,traduction, adaptation,totales ou partielles, sousquelque forme que ce soit,sont expressément réservés.

RECOMMANDATIONS CONCERNANT LESTRAVAUX D'fN«fECTlON POUR tESOUVRAGES SOUTERRAINS (Texte provi-soire)Groupe de Travail de l'AFTES

{

TOS 10 p. 131 à 158 * 15 photos - 3 tableaux - 1g figures -

I

Domaine d'application des techniques d'injection.Description et mise en œuvre des coulis* Études eteontrôtes, Documents de chantier, Proposition d'unmode, des rémunérations des injections. Échelle deprix. Exemples types de chantiers d'injection.

Applîançe fleld of grouting techniques. Descriptionand implementatiàn ofgrottts, Studies and checkings.Work site documents. Proposai ofa way ofpaymentof groutingS, Costs scale. Spécifie eXamples of grou-ting work sites.

LA SÉCURITÉ DES USAGERS DANS LESTUNNELS ROUTIERS

par C. BERÈNQUIÊR, ing, T.P.E. » Centre d'Études desTunnels da Ministère de l'Équipement (CETu),

TOS 11 - p. 186 à 190 - 8 photos * 1 figure -l

Sécurité au niveau du projet ; géométrie, équipe-ments.Sécurité au niveau de l'exploitation ; entretien dugénie civil et des équipements, consignes pour l'ex-ploitation en situation normale et exceptionnelle.Coût de la sécurité.

Safety at thé stage'of thé project : geometry, equip-ment.Safety at opération level : maintenance of civil engi-neering and equipment, instructions for opération innormal and unusual conditions.Cost ofsafety.

LE FRANCHISSEMENT DE LA ZONE DUMESOZOIQUE PAR LE TUNNEL ROUTIERDU SAINT GOTHARD

ORANGE FISH TUNNEL

Par M. BOURQUIN, Ing. Dtp. EPFZ/SIR - Bureaux d'ÉtudesOr. G, LOMBARD!, LOCARNO - Directeur Travaux -Tunnel Routier du StGOTHARD/SUISSE.

TOS 11 - p. 173 à 185 -12 photos - 8 figures -

Généralités sur le tunnel routier du Saint Gothard(tracé - Géologie). Le franchissement du mesozoi'que ;par la galerie de sécurité (description des travaux -injections de traitement - soutènement), par le tunnelroutier (choix du procédé et du profil type, galerieslatérales, bétonnage des piédroits, calotte, merloncentral), Conclusions.

publfé grâce à l'aimable autorisation de OFTCO CONSUL-TANTS

TOS 11 - p. 193 à 201 - 7 photos - 2 figures

Tunnel aqueduc de 82 km. Justification du projet.Historique. Études géologiques. Description générale.Excavation du tunnel. Problèmes de pilotage. Revête-ment. Dangers de construction.

Generalitîes about thé road tunnel of thé SaintGothard (Layout - Geology) thé crossing ofthe meso-zoic : through thé safety drift (description ofwork -grouting - support), through thé road tunnel (sélec-tion of process and of type profile, sîde drifts, wattconcreting, upper and lower strass). Conclusion.

Water tunnel 82 km long. Justification of thé project.History, Géologie studies. General description.Tunnel excavation. Survey problems. Lining.Construction hazards.

Viedel'Association

REGLEMENT INTERIEUR

Le présent règlement intérieur a été adopté,conformément à l'article 14 des Statuts, par le Conseild'Administration lors de sa séance du 17 Juin 1975 pourprendre effet le même jour.I. - ASSEMBLÉE GÉNÉRALE

Pour l'application de l'article 20, les membresprésents ne peuvent disposer de plus de trois pouvoirs.II. - CONSEIL D'ADMINISTRATION

II. 1. — Procédure de présentation des CandidatsLe Bureau fixe le nombre des membres du futur

Conseil et dresse la liste des candidatures qu'il proposeen assurant une représentation adéquate des diversesnatures d'activités représentées au sein de l'A.F.T.E.S.Dans la circulaire qu'il adresse aux membres, û feraconnaître, en outre, les autres candidatures qui luiauront été confirmées.

II.2. - RééligibilitéLes Membres sortants sont rééligibles sans limi-

tation de durée.II. 3. - ElectionLes votes pourront être déposés en séance, ou

envoyés par correspondance, sous double enveloppe.Conformément à l'Art. 13, les membres empêchés peu-vent se faire représenter par une personne de leur choixne disposant par ailleurs d'aucun autre droit de vote, soitcomme membre individuel ou représentant d'un membrecollectif de l'A.F.T.E.S., soit en vertu d'une autre repré-sentation.

Tout bulletin comportant plus de noms que lenombre de postes prévus par le Conseil sera nul.

Si le nombre des candidats élus est inférieur à celuifixé par le Conseil, celui-ci décide s'il y a lieu de procéderà une élection supplémentaire.

Les électeurs peuvent substituer à des candidatsfigurant sur la liste établie par le Conseil et après lesavoir préalablement rayés, les noms des autres candidats.

II.4. — Durée des fonctionsEn complément des dispositions prévues à l'ar-

ticle 13 des Statuts sur la durée des fonctions desMembres du Conseil, il est précisé que la date de cessa-tion de fonction est fixée au jour suivant l'AssembléeGénérale qui aura élu leurs successeurs.HI. -BUREAU DE L'ASSOCIATION

III. 1. — Élection du BureauPour l'application de l'Art. 13, il est précisé qu'a-

près l'Assemblée Générale qui l'a élu, le Conseil d'Admi-nistration se réunit dans un délai d'un mois pourdésigner les Membres du Bureau. L'élection des Membresdu Bureau est faite à bulletin secret à la majorité absoluedes Membres présents pour les deux premiers tours, etrelative au 3e tour.

III.2. — Durée des fonctionsLe Président est rééligible une fois.Les Membres du Bureau sont rééligibles sans limi-

tation de durée, ils entrent'en fonction dès leur électionpar le Conseil.IV. - COMITÉ TECHNIQUE DE L'ASSOCIATION

IV. 1. — Composition du Comité TechniqueLe Conseil nomme sur proposition du Bureau, les

Membres du Comité Technique, et désigne son Prési-dent ; celui-ci assiste de droit avec voie consultative àtoutes les séances du Conseil d'Administration.

IV.2. — Fonctionnement du Comité Technique. Le Comité Technique est renouvelé tous les trois

ans après l'élection du nouveau Conseil ; ses Membres etson Président peuvent être nommés à nouveau.

- Le Comité se réunit aussi souvent qu'il est néces-saire pour mener à bien les travaux qui lui sont impartis ;il fixe lui-même les lieux et dates de ses réunions.

- Le Secrétariat du Comité est assuré par le Secréta-riat de l'Association ; sa mission est notamment deconvoquer les Membres, d'établir les compte-rendus desréunions et, en général, d'effectuer le travail de Secré-tariat pour la bonne marche du Comité.

-Trois absences consécutives aux réunions en-traînent la radiation.

IV. 3. — Fonctionnement des groupes de travail- La création des groupes de travail est décidée par

le Comité Technique qui nomme l'animateur et luidonne les indications générales nécessaires au travail dugroupe qu'il doit constituer et animer.

- L'animateur doit donc établir la composition deson groupe et son mode de travail. Il les soumet pourapprobation au Comité Technique. Régulièrement ou surdemande du Comité, il se rend aux convocations duComité accompagné éventuellement des Membres de songroupe, dont la présence lui parait nécessaire.

- Le groupe de travail se réunit aussi souvent qu'ilest nécessaire pour mener à bien ses travaux. Il fixelui-même les lieux et dates de ses réunions, et en informepréalablement le Secrétariat de l'Association. Un compterendu est établi après chaque réunion à l'usage des Mem-bres du Groupe, ; une copie en est adressée au Secréta-riat de l'Association.

- Les frais de participation aux groupes de travail nesont pas pris en charge par l'APTES.

- Un rapport sur l'état d'avancement des travaux desgroupes de travail est présenté à chaque AssembléeGénérale annuelle.

- Tous les documents de travail circulant entres lesMembres des groupes de travail ont un caractère confi-dentiel ; seuls les rapports approuvés par le Comité

1 7 1

Technique pourront être diffusés par l'AFTES et publiésdans son Organe Officiel.V. - COMITÉ DE RÉDACTION DE LA REVUE

« TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS »Organe Officiel de l'AssociationV.l. — Secrétaire de RédactionUn Secrétaire de rédaction, éventuellement assisté

d'adjoints, est désigné par le Conseil d'Administration.Il est chargé des relations avec l'Editeur. Il arrête

définitivement la composition de chaque numéro, etsigne le bon à tirer.

V.2. — Comité de RédactionII est institué un Comité de Rédaction, dont les

Membres sont désignés par le Conseil. Le Président del'Association est Président de droit du Comité de Rédac-tion ; le Secrétaire Général assure son fonctionnement ;le Président du Comité Technique en est Membre dedroit. Le Comité de Rédaction est renouvelé après cha-que élection du Conseil. Ses Membres peuvent êtrenommés à nouveau.

V.3. — Fonctionnement du Comité de RédactionA chacune des réunions du Comité de Rédaction,

qui ont lieu tous les deux mois, le Secrétaire de Rédac-tion rend compte de la composition du prochainnuméro.

Les articles reçus sont examinés, lus par deuxrapporteurs et, s'il y a lieu, acceptés éventuellement sousréserve de modification.

Les possibilités d'articles nouveaux sont exa-minées, et les démarches nécessaires décidées.

Les rapports des groupes de travail approuvés parle Comité Technique sont examinés en vue de leur pu-blication.

Les remarques relatives aux numéros parus sontexaminées, et des suggestions seront éventuellementprésentées pour l'avenir.

A P T E S

L'ASSEMBLEE GÉNÉRALE ANNUELLE 1975

des membres de l'Association

aura lieu le Mercredi 10 Décembre 1975 à 17 heures

au Siège de l'ITBTP, 79 rue la Pérouse Paris lôème

Chaque membre recevra individuellement une convocation lui donnantl'ordre du jour de l'assemblée et les formalités de vote pour le renouvelle-ment du Conseil d'Administration.

Se munir de sa carte de membre 1975 de l'Association.

1 72

LE FRANCHISSEMENT DE LA ZONEDU MESOZOÏQUE PAR LE TUNNEL ROUTIERDU SAINT GOTHARD

par Mr BOURQUIN, Ingénieur Diplômé EPFZ/SIA

bureau d'études Dr G. Lombardi, LocarnoDir. Travaux Tunnel Routier du St Gothard, Suisse.

1.-GÉNÉRALITÉS1.1. - Introduction

Une des difficultés principales de l'attaqueGôschenen(nord) du tunnel routier du St Gothard est liée au pas-sage de la zone du mésozoi'que ; ces travaux ont étémenés selon le principe de la méthode allemande, aveccreusement préalable de deux galeries latérales à la basedes piédroits, ouverture de la calotte en deuxième phase,excavation du merlon central et de la contre-voûte enfin,en troisième phase. Afin de situer ce problème au sein dela complexité des travaux en cours, nous nous permet-trons tout d'abord de rappeler les aspects principaux duprojet.1.2. -Choixdu tracé

Le tracé du tunnel a été dicté avant tout par desconditions topographiques, l'accès aux puits de ventila-tion devant être possible sans trop de difficultés ; c'estpour cette raison que le tunnel décrit une vaste courbevers l'ouest, qui suit, dans les grandes lignes, l'échancruredu col du Gothard. Il fallait également éviter une cuvetteglacière située dans la vallée d'Urseren, dans la régiond'Andermatt et tenir compte du danger d'avalanche sus-ceptible de menacer l'entrée des puits de ventilation.

Après divers calculs d'optimalisation, il s'est avéré quela formule du tunnel à quatre puits était la plus écono-mique. Ces quatre puits ne se succèdent d'ailleurs pas àintervalles réguliers. Au nord, par exemple, la longueurdes tronçons de ventilation ne représente que la moitiéenviron de ceux de la partie sud ; c'est pour cette raison,les gaines de ventilation étant situées en calotte, que la

section excavée est plus importante dans la partie sudque dans la partie nord.

Quant aux problèmes de construction soulevés par lesconditions géologiques, ils étaient en majeure partieconnus au stade du projet, et ceci en raison de nombreuxouvrages souterrains précédemment réalisés (tunnel fer-roviaire et galerie d'amenée d'eau pour centrales élec-triques notamment). Le massif de l'Aare, que le tunnelfranchit dans la partie nord sur 4 km environ, secompose de roches éruptives, de granité et de gneiss prin-cipalement ; le noyau du massif du Gothard, quant à lui,est formé de gneiss et de schistes, pour une grande part.

La partie nord de ce massif, formée de sédiments dujurassique, du trias et du permocarbonîfère, offre parcontre des conditions de percement beaucoup moins fa-vorables ; c'est là que se situe la zone faisant l'objet denotre étude.

1.3. - Tunnel et galerie de sécuritéLa longueur totale du tunnel routier entre les portails

de Gôschenen et d'Airolo est de 16,322 km. Le projetprévoit deux tubes parallèles, le premier étant actuelle-ment en construction. La galerie de sécurité, parallèle autunnel routier, est distante d'environ 30 m de celui-ci etse trouve dans l'axe de l'éventuel deuxième tunnel rou-tier. Si sa conception est liée avant tout au problème dela sécurité des usagers (on a examiné la possibilité d'ins-taller dans cette galerie un moyen de transport de se-cours), on peut lui attribuer tout de même de sérieuxavantages pour la construction du tunnel : permettant eneffet de faciliter considérablement la conception des ins-

M A S S I F D E L ' A A Rf l f lBE- IBASSIF

Fig. 1 — Coupe géologique longitudinale

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS / N° 11 SEPT. OCT. 75 1 73

lallations fixes nécessaires au chantier — toutes lesconduites ainsi que la ventilation du tunnel empruntentautant que possible la galerie de sécurité —, elle est aussià npême, de par son avance de quelque deux kilomètressur le front du tunnel principal, de fournir bon nombrede renseignements géologiques et techniques sur lesconditions d'avancement. Ce rôle de prospection semblemême être un des atouts les plus sûrs de sa réalisation,l'ensemble des données récoltées pas à pas dans la zonedifficile du mésozoique ayant en effet permis de définirplus valablement la méthode d'avancement du tunnelroutier à cet endroit.

Le tunnel est divisé en 9 tronçons de ventilation ali-mentés par 6 usines dont 2 sont placées respectivementaux portails nord et sud et les 4 autres aux pieds despuits. Des abris sont construits tous les 250 m environ envue d'augmenter la sécurité des usagers en cas d'incendieou d'accident. Il s'agit de courtes galeries transversalesraccordant le tunnel routier à la galerie de sécurité etdans lesquelles quelques 60 personnes peuvent trouverp'ace. Des aires de parking sont également prévues alter-nativement à gauche et à droite de la chaussée tous les750 m environ.

Le profil en long ci-joint (cf. fig. 1) renseignera lelecteur sur d'autres caractéristiques de l'ouvrage, en par-ticulier sur l'emplacement des puits, celui d'Hospentalayant joué un rôle important dans l'organisation duchantier du mésozoi'que (cf. par. 2.22).

Rappelons encore brièvement quelques notions sur leprofil normal du tunnel. Il se caractérise par une zone decirculation de 7,80 m de largeur et de 4,50 m de hau-teur. De part et d'autre de la chaussée est prévue unebanquette de 1.10 m de large dans laquelle seront logésdivers câbles et conduites et sous laquelle courent lesrigoles, principale et secondaire, affectées à l'évacuationdes eaux d'infiltration.

L'espace ménagé au-dessus de la chaussée entre lacalotte du tunnel et le faux plafond est divisé en deuxpar une paroi verticale délimitant ainsi deux gaines, l'unepour l'alimentation en air frais, l'autre pour l'évacuationde l'air vicié. Comme nous l'avons vu précédemment, lasection de ces gaines varie selon la longueur des segmentsde ventilation, ce qui nécessite, pour la totalité de lasection du tunnel, un front de taille plus important dansla partie sud (83 à 96 m2) que dans la partie nord (69 à86 m2), à l'exception de la zone du mésozoi'que où,pour des raisons de statique, le profil présente unesection de 140 m2.

Le tunnel est pourvu, sur toute sa longueur, d'unrevêtement en béton d'une épaisseur minimale de 30 cm(maximum 1.40 m dans le mésozoi'que). Des joints annu-laires ouverts mais obturés côté tunnel sont prévus dansle revêtement tous les 8 mètres et ceux-ci ont pour fonc-tion de canaliser l'eau d'infiltration. Etant donné l'exis-

tence de ces derniers, il n'est pas nécessaire de prévoirune couche d'étanchéité, exception faite de la zone desportails, des usines de ventilation, des galeries trans-versales et de certaines parties du mésozoique.1.4. -Géologie

Le tunnel routier traverse successivement, deGôschenen à Airolo, la partie méridionale du massif del'Aare, une zone de contact située au nord du massif duSt Gothard appelée zone d'Urseren Garvera et dans la-quelle se situe notre mésozoi'que, et le massif duSt Gothard proprement dit. Nous n'aborderons pas icil'étude détaillée des deux grandes unités limitant la zoned'Urseren, ceci sortant du cadre de notre sujet ; mention-nons seulement que la partie du massif de l'Aareprécédant cette zone est composée de 900 m de gneissfortement tectonisés, faisant eux-mêmes suite à un gra-nité massif s'étendant sur quelques 3000 m.

Au sud de cette unité tectonique, on entre directe-ment dans les séries sédimentaires de la zone d'Urseren -Garvera et cela au PM 4 050 env. du portail nord. Cettezone du mésozoi'que et du permocarbonifère, de 900 mde largeur environ, est à considérer comme couverturesédimentaire du massif du St Gothard, qui, au cours del'orogenèse alpine a été soulevée et plaquée contre lemassif de l'Aare. Ainsi donc, en progressant du nord ausud, l'avancement a traversé des formations de plus enplus anciennes. Ce furent d'abord, dans le jurassique, descalcaires, des calcaires schisteux, du marbre et desschistes argileux, puis, dans le trias, une série composéede gypse principalement ; quittant le mésozoi'que, onpénètre dans les schistes à séricite du permocarbonifère,très altérés dans la partie nord, s'améliorant peu à peupour devenir même, du point de vue constructif, trèsconvenables dans la partie méridionale de la zoned'Urseren. La zone faisant l'objet de notre article sesitue, dans le tunnel routier, entre le PM4135 et lePM4435;elle a 300m de longueur et, bien qu'ellecomprenne aussi une part importante du permocarbo-nifère, on l'appelle généralement « zone dumésozoi'que » ou simplement « mésozoique ».

2. - LA GALERIE DE SÉCURITÉ DANS LE MÉ-SOZOÎQUE2.1. - Choix du profil

Si la forme du profil de la galerie de sécurité estdictée par la nature même de la roche et par ses caracté-ristiques mécaniques, la grandeur adoptée pour ce profildécoule de considérations d'un tout autre ordre. Eneffet, le profil minimal nécessaire à l'action rapide d'unecolonne de secours (petits véhicules à pneus parexemple) en cas d'accident grave est en soi relativementfaible ; c'est la raison pour laquelle le projet de sou-mission de 1969 prévoyait une hauteur d'espace libre de2.50 m seulement sur l'axe vertical du profil, la largeur

PROFIL 1 PROFIL 2 PROFIL 3 PROFIL 4

Fig. 2 — Galerie de sécurité du St-Gothard Lot Nord : Profils types adoptés dans le mésozoique et permocarbonifère.

1 74

entre les piédroits étant de 2.60 m.L'entreprise voyait cependant dans la galerie en ques-

tion une possibilité pour elle d'améliorer le systèmed'organisation du chantier : en y faisant passer toutes lesconduites nécessaires à l'alimentation du front du tunnelroutier (air comprimé, air vicié, eau, électricité, etc) ainsiqu'en utilisant la totalité de sa section pour y insufflerl'air frais de tout le chantier (2 ventilateurs de 80 m3/ssont prévus à cet effet) l'entreprise libérait entièrement,durant la construction, la section du tunnel routier etgarantissait, de part le jeu des galeries transversales tousles 250 m, un apport direct d'air frais sur toute la lon-gueur du chantier.

Pour permettre l'installation de ces conduites et pouroffrir, d'autre part, un espace suffisant au transport dumarin provenant du front, il a donc été convenu d'aug-menter la hauteur du profil à 3.10 m après qu'un arran-gement financier eut été fixé ; la largeur de 2.60 m a étéconservée.

Le gabarit d'espace libre une fois défini, il convenaitd'analyser certains types de section pour pouvoir, dupoint de vue statique, les adapter aux conditions ren-contrées. La galerie de sécurité étant en principe dépour-vue de revêtement en béton (à cause de son éventuelagrandissement futur en un second tunnel routier), lesmesures de sécurité adoptées à l'avancement (cintresmétalliques, tôles de protection, gunite, etc) devaient àelles seules, définir ces types de section. C'est ainsi quefurent analysés les cas suivants (cf fig. 2) :1. profil normal avec ou sans boulons2. profil normal avec béton projeté3. profil normal avec cintres métalliques4. profil en fer à cheval avec cintres métalliques.

Les sections 3 et 4 furent utilisées sur une bonne partdes séries sédimentaires de la zone d' Ureseren-Garvera.Notons aussi que leur plus grande largeur est due àl'adjonction éventuelle, vers l'intérieur, d'un futuranneau de renforcement, au cas où les déformationsdeviendraient trop importantes (par exemple par gonfle-ment de la roche).

2.2. - Franchissement du mésozoi'que2.2.1. - Organisation générale des travaux

La fig NO 3 présente les diverses installations fixesmontées dans la galerie de sécurité. Nous voyons, de parce schéma, que l'espace libre est totalement occupé lorsdu passage d'un train et que cette section peut donc êtreconsidérée, du point de vue constructif, comme un mini-mum admissible. L'air vicié des 2 galeries est évacuéséparément à travers les 2 gaines placées en calotte. Il estbien clair que la part des installations nécessaires autunnel routier est absente dans le segment de galerieprécédant l'avancement de ce dernier.

Le marin est transporté par un train à 4 wagons dutype Hàgglund, tiré par 2 locomotives Sig type ETB 70 àbatteries. Le système de transporteurs par chafnes,monté dans les wagons, et la pelle pneumatiqueEIMCO 40 assurent un chargement continu par bascule-ment complet du godet. Le jumbo du type Pantofore,livré par la firme Montabert, possède 4 marteaux perfo-rateurs.

Les travaux ont débuté en septembre 1969 et c'est enoctobre 1971 que la zone du massif de l'Aare fut défini-tivement traversée. En effet, au PM 4 050, la galerie desécurité a pénétré dans la zone d'origine sédimentairefaisant l'objet de notre étude. Depuis cet endroit et celapendant plus d'une année et demie, les avancementsjournaliers furent considérablement réduits, en raisondes conditions géologiques plus difficiles, de telle sorte

POUR LA CONSTRUCTION DELA GALERIE DE SECURITE

canal d'air vicié0 60cm

POUR LA CONSTRUCTION DUTUNNEL ROUTIER

canal d'air vicié'0 90 cm

Fig. 3 — Installation dans la galerie de sécurité du St-Gothard.

qu'il fallut même, pour des raisons de programme, recou-rir à la solution d'une attaque intermédiaire en directiondu nord, depuis le pied du puits d'Hospental auPM 5126. Ceci allait d'ailleurs nous permettre d'obtenir,à partir de juin 1973, date de la rencontre des deuxavancements nord et sud, un aperçu général des condi-tions géologiques de la zone d'Urseren Garvera, ainsiqu'un relevé détaillé de toutes les caractéristiques fonda-mentales, utiles à la construction du tunnel. (Zones cri-tiques, pressions, teneur en eau, caractéristiques méca-niques et chimiques des diverses roches, essais dedrainage et d'injections, mesures de déformations,concentration de sulfate dans les eaux d'infiltration,etc...)

Précisons encore ici que l'avancement dans ces sériessédimentaires n'a souvent pu s'effectuer qu'avec boisageet blindage du front d'attaque ; qu'il a souvent fallurecourir, d'autre part, pour assurer l'ensemble du profil,à la pose de cintrés métalliques (types 3 et 4 de la fig. 2)et de tôles de protection ainsi qu'à l'application d'unecouche de béton projeté ; que la progression journalièren'a été, par endroits, que de 80 cm (2 postes de10 heures chacun), la moyenne sur l'ensemble de la zonesédimentaire traversée depuis le nord étant de2.89 m/jour d'avancement.

2.2.2. - Attaque intermédiaire/d'HospentalLes travaux de l'attaque intermédiaire depuis le pied

du puits d'Hospental en direction du nord, c'es,t-à-dire àla rencontre de l'avancement de la galerie de sécurité etdans l'axe de celle-ci, ont débuté fin août 1972. Le puitslui-même, vertical, de 300 m de hauteur et situé auPM5126 du portail nord, venait d'ailleurs d'êtreterminé en juillet 1972 ; il était donc possible de profiterde l'ensemble des installations existantes mises à dispo-sitipn pour le puits : du treuil, en particulier, actionnant2 bennes de 9.5 m3 chacune, l'une montante, l'autredescendante, la course s'effectuant en 3 min ; une troi-sième benne pouvait ainsi recevoir son chargement au

1 75

pied du puits durant le trajet de la précédente. Cettecadence de 9.5 m3 par course, définissant, en tenantcompte des temps d'arrêt, une évacuation du marind'env. 25 m3/h, ne limitait ni ne déterminait doncl'avancement prévu : nous verrons en effet que celui-cifut d'env. 4 à 5 m/jour, la section n'étant que de 7 à8 m2 (profils NO 1 & 2 de la fig 2).

Durant toute fa construction de cette attaque inter-médiaire jusqu'à sa rencontre avec l'avancement venu dunord en juin 1973 le marin fut transporté, du front jus-qu'au pied du puits, dans des wagons de 2 m3 tirés parune locomotive à batteries Jung ; au front, le charge-ment s'effectua par une pelle Salzgitter H L 400 placée surrails (écartement 600 mm) ; les 45 à 60 trous nécessairesà la volée furent exécutés à l'aide de marteaux SIG à aircomprimé.

L'ensemble des 528 m effectués depuis Hospentaldans les schistes à séricite présenta des conditions d'a-vancement nettement plus favorables que la traverséedepuis le nord au début du carbonifère dans les mêmesschistes. Ceci doit être attribué à une plus grande cohé-sion de la roche qui apparut plus saine qu'au contact dumésozoi'que ainsi qu'à une absence quasi totale devenues d'eau.2.2.3. - Travaux dans le mésozoi'que

Fin octobre 1971 la galerie de sécurité pénètre dans lejurassique au PM4046. Pendant les trois premièressemaines l'avancement se poursuit encore sans trop dedifficultés dans des calcaires gris puis des marbres blancset c'est au PM 4 150 que la galerie se trouve brusque-ment en présence d'une série de schistes argilo-calcairesfortement broyés. Jusque là le profil avait été soigneu-sement gunité à la cadence moyenne d'env. deux fois parsemaine, la progression journalière ayant été de 8 à 9 m.Puis brusquement, la présence d'une roche pratiquementsans cohésion provoque l'éboulement du front et la for-mation d'une cheminée. Depuis cette date du 15 no-vembre 1971 et jusqu'au 15 mai 1973, donc pendant18 mois, le front ne progressera que de 280m, les100 premiers mètres -seulement ayant nécessité uneannée d'efforts.

Les causes d'une si lente progression sont diverses.Difficultés géologiques d'abord, provoquant au frontmême des problèmes constructifs sur lesquels nous re-viendrons : la cohésion de la roche est très faible, voirenulle à certains endroits ; la présence d'eau, même entrès faible quantité, agit très défavorablement (perte detoute cohésion, boue, pressions etc ...). C'est pour cetteraison qu'il a fallu, sur plus de la moitié de la zone enquestion, recourir au blindage du front d'attaque.L'avancement s'est toujours fait en traditionnel. A partun court segment dans les schistes à séricite, toute lazone est revêtue de cintres métalliques et de tôles deprotection (plus d'une tonne d'acier par mètre courant).Il a fallu injecter un tronçon de 30 m dans le jurassique(4 mois d'interruption, y compris les travaux d'instal-lation et de drainage).

Difficultés pour le recrutement du personnel qualifiéensuite. N'oublions pas que nous sommes alors en 1971,que ces travaux sont pénibles, que la main-d'œuvre sefait rare. L'entreprise se trouve donc vite confrontée àmaintes difficultés d'ordre technique et financier, qui,sur un chantier de cette importance, se traduisent rapide-ment en un important problème d'organisation générale.

Souci toujours accru de sécurité, enfin, pour garantirau maximum la protection des équipes : emploi systé-matique de cintres métalliques dans les zones à rochetendre, excavation même parfois sous tôles de protec-tion, battues dans le front d'attaque etc ...

L'unique possibilité qui, dans ces circonstances, eûtagi favorablement, aurait été l'introduction, dès le débutdes difficultés, d'un troisième poste de travail (jusqu'àmi-mai 1973, la progression se fit en effet avec deuxpostes de 10 heures par jour et les interruptions que celanécessite). Il est vraiment regrettable qu'il n'ait pas étépossible d'organiser assez tôt un système de roulement àtrois équipes ; il est certain, en effet, que bien des diffi-cultés auraient pu être évitées avec un avancement inin-terrompu. On sait maintenant que les temps d'arrêt ontété nuisibles à la bonne marche du travail, les pressionssur le blindage frontal n'apparaissant qu'après quelquesheures.

Devant cette somme de difficultés, la réaction dumaftre d'œuvre et des ingénieurs ne tarda pas à se mani-fester : la décision fut prise de venir à la rencontre del'avancement à partir du puits d'Hospental. Cetteattaque intermédiaire qui atteindra plus de 500 m delongueur fut confrontée, comme nous l'avons déjà vu, àdes conditions géologiques nettement plus favorables ; saprogression fut très régulière ce qui permit de rattraperquelques mois.

Durant l'interruption des travaux de près de 4 mois,en été 1972, lors de l'essai d'injections PM4205, onprocéda à l'exécution d'une galerie de reconnaissance,partant de la galerie de sécurité au PM 4 000, dans l'axedu tunnel routier. Les progressions journalières de cettenouvelle attaque furent à peine supérieures à celles de lagalerie de sécurité, la roche présentant, grosso modo lesmêmes caractéristiques ; on nota cependant une certaineaction de drainage de la première galerie, ce qui permet-tait tout de même d'envisager avec un certain optimisme,l'arrivée prochaine du tunnel routier dans cette zone.Après 200 m environ, endroit même du front de la ga-lerie de sécurité et de la zone d'essais d'injections, lefront de notre galerie de sondage fut brusquementstoppé par une série argilo-calcaire particulièrement défa-vorable (la même que celle qu'on tentait de consoliderpar injections dans la galerie de sécurité). La faible quan-tité d'eau (env, 3 l/s) rendait à nouveau l'avancementtrès pénible. On abandonna les travaux à cet endroitaprès avoir procédé encore à un essai de drainage.

La zone « difficile » de la galerie de sécurité s'étendapproximativement du PM 4 135 (calcaires schisteux dumésozoi'que) au PM 4 435 (schistes à séricite du permo-carbonifère) ; ces 300 m sont, du point de vue tectoni-que, fortement broyés, souvent tendres et humides,chimiquement et mécaniquement très altérés. Le triascependant — 12 m de percement — et les 40 derniersmètres de la zone en question présentent cependant descaractéristiques un peu meilleures. La répartition desprofils types adoptés est la suivante :

Photo n° 1 — Galerie de sécurité - Remplacement des cintres detype 3 par ceux en forme de fer à cheval du type 4.

1 76

— 53 m avec revêtement de gunite appliqué par étapesdans les 10 derniers mètres avant le front

— 35 m de profil normal avec cintres métalliques gunitéstypeS

— 212 m de profil en fer à cheval avec cintres métalli-ques type 4 en partie gunités.La distance entre les cintres est d'env. 0,80 m. Les

5/6 de la zone sont ainsi revêtus d'une protectionmétallique représentant un total de quelque 300 tonnesd'acier (cintres + tôles de blindage). Le volume total degunite utilisée est d'environ 800 m3.

Les cintres en fer à cheval du type 4 n'ont subiaucune déformation notable (mesures de convergenceavec appareil à fil d'invar). Un certain nombre de cintresdu type 3 présentèrent cependant, au début du méso-zoique d'abord, dans le permocarbonifère ensuite, desdéformations telles qu'il fallut procéder à leur rempla-cement par des cintres en fer à cheval, ces derniers ontparfaitement résisté aux sollicitations de la roche ; lespressions sont donc comprises, dans la zone en question,entre la charge de rupture des cintres du type 3 et celledes cintres du type 4, c'est-à-dire, dans notre cas, entre10,8 t/ml et 16,6 t/ml (charge moyenne répartie entonnes par mètre sur le pourtour du cintre).

Ajoutons qu'il a aussi été possible de mesurer lespressions d'eau dans un certain nombre de drains hori-zontaux de 20 m de profondeur parfaitement obturéscôté galerie ; celles-ci, équivalentes approximativement àla hauteur totale de la colonne d'eau dans la zoned'Urseren, valent env. 30 atm.

Sur les 2/3 env. de la zone difficile, il fallut recourir àun blindage continu du front d'attaque dans les schistesargileux du mésozoi'que, ainsi que dans la zone decontact mésozoïque-permocarbonifère ; sur ces 200 mon a relevé une moyenne de 5 m2 de blindage frontal parmètre courant de galerie. L'avancement s'effectua partranches de 80 cm selon la méthode usuelle des mar-ciavanti enfilés sur le pourtour, l'excavation et la pose ducintre se faisant par étapes successives du haut vers lebas. Les efforts horizontaux provenant du blindagefrontal, lui aussi reconstruit pour chaque tranche de80 cm, étaient retransmis sur les cintres arrières par desétais de bois. En cas d'interruption prolongée des tra-vaux (fin de semaine, incident imprévu, etc) ce systèmeprésentait malheureusement le désavantage de soumettreles cintres à d'importants efforts horizontaux et mêmede torsion, la roche s'imbibant d'eau derrière le blin-dage ; la construction métallique présente ainsi, à maintsendroits, des « malformations » dues aux diverses inter-ruptions des travaux.

Une des causes principales de la progression très lentede l'avancement dans les bancs de calcaires et de schistesargilo-calcaires du mésozoi'que a été, sans aucun doute,la présence d'eau qui, même en quantité très réduite (1 à2 l/s), désagrégeait la roche et la réduisait en une masseplastique dont les pressions sur le blindage frontal cau-saient, comme nous l'avons vu, certaines difficultés ;c'est ainsi qu'au PM 4 205, devant l'augmentation impor-tante de ces efforts horizontaux venant du front, il futdécidé de recourir à un essai d'injection de consolidationavec coulis de ciment sur un segment de 30 m précédantl'avancement ; à cet endroit, le débit total d'eau enregis-tré dans les 10 derniers mètres excavés était de 2 l/s aumaximum, ce qui, on le voit, était relativement faible ;cependant, de par l'imperméabilité importante du terrain(présence d'argile !), ceci suffisait à enlever à la rochetoute cohésion.

L'essai d'injections proprement dit, sans compter tousles travaux annexes, dura exactement un mois ; aupara-vant il fallut, pendant un autre mois complet, colmater

Photo n° 2 — Essai d'injections dans la galerie de sécurité.Veine de ciment dans la masse des sédiments.par de la gunite les 20 derniers mètres de galerie, effec-tuer un masque en béton résistant aux pressions d'injec-tion, installer les machines nécessaires à l'exécution del'essai puis percer, comme on le verra, la première zonede 6 m.

Les 30 m de longueur furent divisés en 3 phases, lapremière, dite de remplissage, sur les 6 premiers mètres,la seconde jusqu'à 16 m de profondeur, la dernière jus-qu'aux 30 m indiqués. Chaque phase comprenait 6 trouspériphériques et un trou central ; les injections se fai-saient sur la longueur totale des trous, progressivementdepuis le fond en revenant vers la galerie de telle sorte quela zone précédente était chaque fois retraitée, à une pres-sion supérieure comme on le verra. La zone des 6 pre-miers mètres a été reprise ainsi en 3 fois, lors de lapremière phase d'abord, à basse pression (env. 3 à 5MPa), puis de la deuxième à pression moyenne, de latroisième enfin à haute pression (jusqu'à 12 MPa). (cffig. n° 4)

Si chaque phase est définie par ses zones d'action etsa pression moyenne d'injection, elle l'est aussi par ladensité du coulis de ciment adoptée. On trouvera, dans letableau ci-dessous, les principales indications techniquesde cet essai d'injections.

PHASE 1 -ciment/eauPHASE 2 -ciment/eauPHASE 3 -ciment/eauTOTAL

30 à 50 atmS= 2/1

50 à 100S 1/1

jusqu'à 120= 1/2

Quantité de ciment parm courant de galerie

ZONE 1 ZONE 2 ZONE 3P à 6 m 16 à 16m|l6à30rrbalcaires Jcalcaires schistesj 1 fargilo-f § |calcaires

1 80 to 1 i

! 40 to 1 40 to 1

j 20 to | 20 to 1 30 toJ140to g 60 to | 30 to

23,3 to/m 6,0 f 2,1

VOTAL' 30mfjura

| 80 to

i 80 to

! 70 to; 230 to

i 7-7

On voit qu'un total de 230 t de ciment fut nécessaireà la réalisation de ce travail.

Lors de la reprise des travaux d'avancement danscette partie, les résultats suivants purent être observés :a)l'eau d'infiltration avait presque disparu à la suite des

hautes pressions auxquelles la roche avait été soumise,ce qui, du point de vue des conditions de creusement,était un net avantage ;

b) comme on pouvait le prévoir de par la très faible per-méabilité de la roche (tendre et plastique), le ciments'est répandu sous forme de veines dans la masse dessédiments, ce phénomène s'étant d'ailleurs produitpar claquage, repérable sur les manomètres lors de

1 77

l'injection ;c) on put aussi constater qu'entre ces différentes veines

les propriétés mécaniques de la roche n'étaient guèremodifiées et qu'on ne pouvait donc considérer cetessai comme une véritable consolidation des sédi-ments.

Fig. 4 — Essai d'injections dans le jurassique de la galerie desécurité - Vue en plan.

L'amélioration était donc due à la pression et non àl'action du ciment proprement dite. La durée totale del'interruption des travaux (y compris travaux préliminai-res d'étanchéité, analyses mécaniques et chimiques de laroche avant et après injections, pose de tubes de drai-nage, etc.) fut d'env. 4 mois.

3,-LF. TUNNRL ROUTIER DANS LE WHÉSOZOIQUE3.1. - Introduction

Dès juin 1973, la zone difficile du mésozoi'que étaitparfaitement définie : la galerie de sécurité nous avaitfourni toutes les caractéristiques géologiques et géotech-niques nécessaires. Il convenait dès lors de résoudre au

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plus tôt les deux problèmes principaux qui se posaientaux responsables :a) Quelle méthode d'avancement utilisera-t-on pour le

tunnel routier ? Question capitale pour l'ingénieur(choix du profil type, dimensionnement, coût, etc.) etpour l'entreprise aussi (organisation du personnel etdu parc à matériel).

b) Qu'entreprendre pour pouvoir continuer le creuse-ment du tunnel au-delà de cette zone et cela sansperte de temps ? N'oublions pas que le front du tun-nel se trouvait au PM 3000 en juin 1973 et qu'il fallaitattendre son arrivée à la limite nord du mésozoi'quepour le printemps 1974. Cette question devenait dèslors aussi urgente que la précédente, un arrêt des tra-vaux de plusieurs mois, voire même de plusieurs an-nées, étant à éviter de toute façon (pour des raisonsde programme et de coût).

3.2. - Choix du procédé de construction et du profiltype

Les méthodes de creusement possibles qui s'offraientaux responsables étaient nombreuses. En juillet 1972déjà, diverses solutions avaient été étudiées : une premiè-re variante prévoyait de consolider la roche par injec-tions, drainage et éventuellement précontrainte ; uneseconde, d'utiliser un bouclier pour le soutènement ; unetroisième enfin, de recourir à la méthode de congélation.Ces solutions étaient toutes très onéreuses et reposaientalors sur des hypothèses par trop pessimistes quant à lalongueur de la zone difficile (905 m) et sa teneur en eau.Celle-ci se réduisant en fait à 300 m seulement, il nevalait guère la peine d'investir des sommes trop importan-tes en matériel : le procédé à choisir devait donc êtrebasé sur une méthode conventionnelle et de surcroft trèssouple dans son application ; n'oublions pas en effet quecette zone se présente comme très hétérogène dans sastructure, les conditions d'avancement variant très forte-ment d'un endroit à l'autre.

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Fig. 5 — Profil en travers dans la zone du mésozoi'que.

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Un creusement en section divisée paraissait donc lasolution la meilleure. Encore fallait-il tenir compte dufait que le procédé d'excavation devait partir du bas dela section, une reprise en sous-œuvre des piédroits pou-vant présenter dans ce cas d'énormes difficultés (pres-sions, manque de cohésion de la roche, etc.).

Le choix se porta par conséquent très tôt sur laméthode allemande, celle-ci offrant les avantages décritsci-dessus. A part le système de lances à vérins hydrauli-ques pour la calotte, le matériel supplémentaire était trèsconventionnel, donc moins coûteux (locomotives pourles galeries latérales, pelles, divers coffrages, etc...). Il estvrai que cette méthode exigeait un nombre accru d'ou-vriers, mais ce facteur offrait au moins le gros avantagede pouvoir s'adapter parfaitement aux conditions effec-tives. (Durant le déroulement des travaux dans le méso-zoique, le nombre des ouvriers fluctua en effet fréquem-ment et fortement — du simple au double —). La sou-plesse de cette méthode fut d'ailleurs un de ses atoutsprincipaux, les conditions rencontrées (stabilité du front,eau, pressions, etc...) ayant été aussi bien fonction del'endroit (hétérogénéité de la zone) que du temps (actionde drainage de plus en plus efficace, surtout après lepercement des galeries latérales). On notera aussi qu'ilétait possible, de par le choix de cette méthode, d'atta-quer immédiatement le creusement des galeries latéralesdepuis la galerie de sécurité et cela sans devoir attendrel'arrivée du front du tunnel routier. Cette possibilité al-lait donc permettre de gagner quelques mois sur le pro-gramme.

Le procédé étant choisi, il convenait encore de définirclairement le profil type (cf fig. n° 5). Les pressions dedimensionnement admises pour le calcul du revêtementfurent fixées en mai 1973 : 70 t/m2 pour les pressions dela roche et 200 t/m2 pour les pressions d'eau (le systèmede lances pour la calotte fut dimensionné pour une pres-sion de 35 t/m2). Le revêtement de béton (anneau exté-rieur + anneau intérieur) présentait ainsi une épaisseurd'env. 1.10 m en calotte, ce qui, en tenant compte ducreusement de la contre-voûte, nécessitait une sectiond'excavation d'env. 140 m2 (normalement à peu près lamoitié pour la section type du tunnel avec 45 cm debéton). Longitudinalement, cette construction se présen-tait comme un ensemble de blocs de 8,00 m de longueur,séparés par des joints ouverts de 6 cm de largeur prati-qués dans l'anneau extérieur du béton sur tout le pour-tour (épaisseur de 0.70 m en calotte à 1.40 m dans lacontre-voûte). Ces joints coi'ncjdaient naturellement avecceux de l'anneau intérieur de béton décrits au paragra-phe 1.3. et étaient aussi exécutés dans le béton de rem-plissage de la contre-voûte. Ce système devait permettrede soulager la construction des importantes pressionsd'eau pouvant agir sur elle ; on évitait aussi une éventuel-le fissuration du revêtement, phénomène toujours assezdésagréable.

Le béton prescrit pour le revêtement devait présenterune résistance à la compression minimale de 30 MPa à28 jours et résister aux eaux sulfatées (on a mesuré jus-qu'à 2300 mg/l de 804) ; un ciment spécial (type Sulfa-cem) devait être utilisé à cet effet.

Le lecteur se reportera à la fig. n° 5 pour y consulterd'autres détails sur la section type. Mentionnons pourterminer que ce profil a été quelque peu modifié sur les50 derniers mètres au sud de notre zone, le creusementen calotte ayant pu s'effectuer, comme prévu, dans demeilleures conditions. Ces modifications concernent prin-cipalement l'épaisseur du revêtement (0.80 m au lieu de1.10 m en calotte et 1.00 m au lieu de 1.40 m pour lacontre-voûte).3.3. - Évitement du mésozoique : solution choisie pourcontinuer le creusement au-delà de la zone difficile

Les travaux dans le mésozoique bloquant la progres-sion normale du tunnel vers le sud, il convenait de pren-dre au plus tôt une décision pour l'organisation généraledes travaux. Deux possibilités se présentaient en fait :a) le lancement d'une attaque intermédiaire du puits

d'Hospental en direction nord et sudb) l'évitement des 300 m du mésozoique en contournant

les travaux par la galerie de sécurité.C'est cette seconde solution qui prévalut et sa réalisa-

tion débuta à la fin de l'année 1973. L'idée de l'attaqueintermédiaire d'Hospental ne fut pas abandonnée pourautant puisqu'elle fut lancée une année plus tard endirection sud, à travers la galerie de sécurité et au-delàde la limite contractuelle des deux lots (sur le territoiredu lot sud et par une entreprise sous-traitante du lotsud). Ce problème se situe cependant déjà en dehors denotre sujet.

Les travaux pour l'évitement du mésozoique sontclairement représentés sur la fig. n° 6. Il s'agit principale-ment de la réalisation de deux galeries obliques de rac-cordement au nord et au sud de la zone (UmfahrungNord und Sud), de l'élargissement des tronçons de lagalerie de sécurité qui n'avaient pas été exécutés en for-me de fer à cheval lors du creusement de celle-ci (Aus-weitung des Sicherheitsstollen), ainsi qu'une amorcedans l'axe du tunnel routier au sud de la zone.

La réalisation de ces travaux dura env. 5 mois. Leremplacement des cintres du type 3 par ceux du type 4(cf fig. n° 2) lors de la phase d'élargissement de la galeriede sécurité ne présenta pas de problème : la roche, drai-née et pratiquement sèche, avait acquis une meilleurecohésion qu'au moment du premier passage. Les équipesutilisées furent celles de la galerie de sécurité.

Le profil minimal de la galerie d'évitement correspon-dait donc ainsi au profil 4 représenté dans la fig. n° 2.Tout le parc à matériel utilisé au-delà du mésozoiquedevait pouvoir franchir ce passage. Les tombereaux dutunnel routier furent, par exemple, remplacés par desunités plus petites (Volvo DR 860 TL au lieu des Cat621), les jumbos et autres pièces importantes démontéset remontés au sud de l'évitement ; un dépôt intermé-diaire du marin fut organisé de part et d'autre du passagecritique ; une installation de surveillance avec signauxoptiques réglait le trafic pour les divers chantiers utili-sant l'évitement. (Nous verrons en effet qu'à part l'avan-cement du tunnel routier — alternativement calotte etstross —, l'avancement de la galerie de sécurité ainsi quel'attaque à revers du mésozoique depuis le sud emprun-teront ce passage). On comprendra aisément que ces tra-vaux représentèrent un bel effort de coordination techni-que, l'ensemble ayant d'ailleurs très bien fonctionné.

Le 5 juin 1974, le tunnel ayant atteint la limite norddu mésozoique au PM 4 135, les équipes purent repren-dre l'avancement au PM 4 546, et cela pratiquement sansinterruption.

3.4. - Les galeries latérales dans le mésozoiqueAprès avoir pris la décision de recourir à la méthode

allemande, on procéda immédiatement, et sans attendrel'arrivée du front du tunnel routier, à l'attaque des gale-ries latérales à la base des piédroits depuis le nord par unraccordement partant de la galerie de sécurité (cf fig.n°6). Il fallut d'ailleurs partir du PM 3890 avec unepente longitudinale de 0,4% (au lieu de 1,4%) pouratteindre la cote inférieure des galeries latérales au PM4 135, cote qui se trouve quelque 2.50 m au-dessous duradier définitif ; ce procédé allait permettre un écoule-ment continu et sans pompage des eaux d'infiltrationlors de l'excavation des galeries latérales. On procéda aucreusement de ces dernières jusqu'au PM 4 200 environ

1 79

(2 sections de 23 m2 chacune) : ces travaux furent eneffet interrompus lorsque le tunnel routier eut atteint lePM 3 900, le 9 mars 1974, en coupant ainsi l'accès auxgaleries latérales. Les équipes furent alors déplacées ausud de la zone, d'où elles attaquèrent à revers, en direc-tion nord cette fois-ci et par un nouveau raccordementpartant de la galerie de sécurité. On ne put malheureuse-ment procéder à l'excavation totale des 2 x 23 m2 car ilaurait fallu aménager une rampe, impraticable pour letrain (différence de niveau : env. 2.50 m) ; l'avancementdes galeries latérales depuis le sud se fit ainsi dans lapartie supérieure du profil seulement (2 sections de11 m2 chacune) ; le marin fut transporté à travers l'évi-tement du mésozoi'que par le même matériel roulant quepour la galerie de sécurité.

Lorsque le tunnel routier eut atteint la limite nord dela zone difficile, on put reprendre, le 17 juin 1974 avecde nouvelles équipes, le creusement des galeries latéralesdepuis le nord sans interrompre l'attaque à revers et celajusqu'à la rencontre des deux fronts le 7 août 1974(galerie ouest au PM 4 236) et le 8 août 1974 (galerie estau PM 4 223).

Pour l'ensemble de ces travaux, le soutènement néces-sita la pose de cintres métalliques Gl 140 et Gl 130,distants de 0.80 m à 1.00 m (au total 775 tonnes soitenviron 1,30 t/ml et par galerie). La méthode d'avance-ment fut celle des marciavanti enfilés sur le pourtour(épaisseur 3 mm, au total 390 tonnes soit environ 0,65

Photo n° 3 — Blindage frontal à l'avancement d'une des galerieslatérales.

— Galerie de sécurité

Photo n° 4 — Soutènement des galeries latérales

-j3Bme attaque intermédiaire{Galerie piédroit Sud Hiver 74

. 6 — Travaux dans le mesozoïque.

1 80

t/ml et par galerie). On procéda, à certains endroitscaractéristiques, à des mesures de déformations (conver-gences) et de contraintes des profilés métalliques.

Les travaux d'avancement se déroulèrent générale-ment en trois postes journaliers ; on y "dénombra enmoyenne 20 hommes par poste, soit 5 par équipe d'avan-cement (2 fronts depuis le nord, 2 fronts depuis le sud)et 60 au total.

Le creusement s'effectua en général au marteaupiqueur, l'emploi" des explosifs étant rarement nécessaire(exception faite du trias et des quelques 50 derniersmètres au sud de la zone). On peut affirmer d'autre partque l'action de drainage de la galerie de sécurité fut trèsefficace : en effet, à part le tronçon compris entre le PM4 200 et 4 220 environ, la roche fut pratiquementsèche ; celle-ci présentant ainsi une plus grande cohésionon put même renoncer, à bien des endroits, à la mise enœuvre d'un blindage frontal, ce qui permit d'obtenirdes prestations relativement bonnes : 0.80 ml/jourdepuis le nord (2 x 23 m2) et environ 2.00 ml/jourdepuis le sud (2x11 m2).

La partie restante à abattre dans le bas du profil sur200 m environ fut attaquée simultanément des deuxextrémités. (Transport par chargeur chenille puis charge-ment sur tombereaux au nord ; pour l'avancement àrevers : transport par chargeur chenille dans les galeries,puis train dans l'évitement, tombereaux enfin dans letunnel). Le creusement des galeries latérales fut totale-ment terminé à la fin de l'année 1974 ; on notera cepen-dant qu'on interrompit l'avancement du nord en octobre1974 déjà, les travaux de préparation pour le creusementde la calotte au PM 4 135 étant effectués en parallèle.

Terminons par quelques remarques particulières :Infiltrations d'eau : elles furent pratiquement inexistan-tes (avantage pour l'attaque à revers qui se fit à ladescente avec une pente de — 1,4 %) ; du PM 4 200 auPM 4 220 cependant, on releva 2 à 3 litres d'eau parseconde au front de taille dans une bande de calcaires dujurassique. Quelques mois après le creusement on notal'apparition d'autres infiltrations d'eau de telle sortequ'il fallut entreprendre divers travaux d'étanchementdu PM 4 190 au PM 4 270 avant le bétonnage des appuislatéraux. Cette étanchéité (feuille en matière synthétiquerenforcée d'une armature en treillis) fut directementappliquée contre les cintres métalliques.Déformations : Comme dans la galerie de sécurité, lescintres Gl 140 subirent par endroit, après quelques mois,d'importantes déformations : ils accusaient des dévia-tions (tranversales, longitudinales et torsionnelles) attei-gnant plusieurs dizaines de centimètres, ce qui nécessitaparfois la mise en œuvre d'un puissant étayage (effectuésur 25 % env. de la longueur totale). D'autre part, unezone assez difficile fut traversée depuis le sud du PM4 375 au PM 4 340 ; on dut en particulier remplacer lestraverses horizontales par des éléments contre-voûtésaprès avoir constaté de fortes déformations des premiè-res. Il convient de remarquer à ce sujet que la partiesupérieure seule des galeries présente une section qui, dupoint de vue statique, n'est pas favorable ; c'est pourcette raison qu'on dut, ici aussi, recourir à un étayage duprofil.Bétonnage du radier : ces travaux furent effectués parétapes successives, au fur et à mesure du creusement.Étayage de la galerie de reconnaissance : avant l'excava-tion des 65 premiers mètres depuis le nord, il fallut pren-dre certaines précautions pour le soutènement de lagalerie de reconnaissance, percée, comme on le sait, deuxans auparavant entre les deux futures galeries latérales.On procéda, ici aussi, à la mise en œuvre d'un importantétayage (env. 1 m3 de bois par mètre courant de galerie).

Photo n° 5 — Attaque a revers de la partie supérieure desgaleries latérales — avancement en descendant.

Photo n° 6 — Déformations du soutènement dans les galerieslatérales.

Photo n° 7 — Déformations de l'etayage dans la galerie dereconnaissance. Cette construction fut fortement sollicitéelors du creusement des galeries latérales.

1 8 1

construction qui, lors du creusement des galeries latéra-les, fut fortement sollicitée.Bétonnage des appuis latéraux : comme nous le verrons,ces travaux précédèrent de 20 à 40 m le front de taillede la calotte et représentèrent ainsi la première phase desdiverses opérations nécessaires à la mise en œuvre dusoutènement ; nous y reviendrons au paragraphe suivant.

3.5. - La calotte, le merlon central et la contre-voûteLes diverses phases qui succédèrent au creusement des

galeries latérales devaient se caractériser principalementpar leur régularité et leur interdépendance ; régularitéquant à la cadence d'avancement et à la répétitionsystématique d'opérations identiques (non seulementpour le béton mais aussi, dans notre cas, pour l'excava-tion) ; interdépendance liée, dans le sens le plus général,à la conception même de la méthode et en particulierdans ce cas à la mise en œuvre d'un équipement suscitantcette interaction et de groupes d'ouvriers aux objectifstrès spécialisés. Parmi chacun des trois types de travauxprincipaux (excavation, soutènement et revêtement) onreleva ainsi diverses phases caractéristiques dont lacadence se trouvait étroitement imbriquée dans le dérou-lement des phases des deux autres groupes ; si l'on saitd'autre part que chaque équipe d'ouvriers avait une fonc-tion bien définie, on comprend que la mise en œuvre dece chantier nécessita un bel effort de coordination : l'or-ganisation en fut programmée comme pour un travaild'atelier.

Les diverses phases du déroulement des travauxétaient les suivantes :a) bétonnage des appuis dans les galeries latérales (béton

armé exécuté en trois étapes)b) excavation de la calotte sous protection de lances à

vérins hydrauliquesc) mise en place du soutènement (cintres métalliques

HEB 240 et liner-plates)d) bétonnage du pré-revêtement (anneau extérieur de la

calotte)e) abattage du merlon central et démontage du soutène-

ment des galeries latérales (cintres et tôles de blin-dage)

f ) excavation de la contre-voûteg) bétonnage de la contre-voûte (1 étape) et remplissage

de cette dernière (2 étapes)h) exécution des caniveauxi) étanchéité partielle comprise entre les deux anneaux

de bétonj) bétonnage de l'anneau intérieur de revêtementk) bétonnage du plafond intermédiaire et de la paroi de

séparation

Photo n° 8 — Bétonnage des appuis latéraux.

Photo n° 9 — Vue générale de l'avancement du tunnel dans lemesozofque on distingue les installations nécessaires au creu-sement de la calotte ainsi que le soutènement des galeries laté-rales et de la galerie de sondage , les cintres de la calotte visiblesau premier plan font partie du système de mesure mis en placepour déterminer les pressions de la roche.

CREUSEMENT en C A L O T T E C|NTRES BETON de VOUTE//HEB 24

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PELLE hydraulique sur chenilleséquipement pelle,marteau hydraulique

Fig. 7 «- Représentation longitudinale des travaux.

CREUSEMENT du STROSSavec appareils disponiblest rax ou pelle

CONTRE VOUTE

1 82

Les phases 1 à 7 (calotte, merlon central et contre-voûte) avancèrent toutes à la même cadence et se succé-dèrent de très près, le chantier s'étendant au total surquelque 75 mètres (distance mesurée entre le bétonnagedes appuis dans les galeries latérales et celui de la contre-voûte). Le lecteur trouvera, à la f ig. n° 7, une représen-tation longitudinale de ces travaux. Les phases 8 à 11, aucontraire, furent exécutées après le percement du méso-zoi'que du 2 août 1975 et sont donc déjà, pour ainsidire, en dehors de notre sujet ; souvent semblables,quant à leur réalisation, aux phases correspondantes dureste du tunnel, nous ne les décrirons que brièvement.

Précédant de vingt à quarante mètres environ lefront de taille de la calotte, le bétonnage des appuis dansles galeries latérales représentait la première phase desopérations nécessaires à la mise en œuvre du soutène-ment de la calotte : c'est en effet sur ces deux importan-tes constructions que les cintres HEB 240 de la voûtedevaient trouver leur assise. Le bétonnage de ces appuiss'effectua par blocs de 8.00 m, en trois parties superpo-sées dont les deux premières étaient armées ; le béton futmis en place à l'aide d'une pompe à pistons hydrauliquesSchwing placée à quelque 20 mètres au nord du chantierd'abattage du noyau, sur le radier formé après remplissa-ge de la contre-voûte; la conduite, de 100 mètres delongueur environ, empruntait les galeries latérales et pas-sait sous le chantier de la calotte ; l'accès à ces travauxde bétonnage se faisait généralement depuis le nord, àtravers les deux galeries ; une protection de planches,montée sur des étais latéraux, garantissait cet accès,même au-dessous du chantier d'excavation de la calotte(cf fig. n° 5). La section des appuis était de 11,7 m2 parcôté et représentait 23,4 m3 de béton par mètre courantde tunnel, soit 32 % environ de la section totale du revê-tement (72 à 75 m2). On effectua normalement troisétapes de bétonnage par semaine et par galerie, soit unbloc de 8.00 ml de tunnel (2 x 94 m3 env.) par semaine ;

Photo n° 10 — Le noyau avec la galerie de sondage.

les équipes (deux postes de 10 heures) travaillaient alter-nativement à ces travaux, à ceux du pré-revêtement de lacalotte, à la contre-voûte et à son remplissage ; la distri-bution des tâches était fonction du rythme d'avance-ment de la calotte (progression très régulière, commenous l'avons vu). Les travaux de préparation tels que leferraillage et le coffrage furent effectués par les mêmeséquipes.

Le creusement de la calotte du mésozoi'que s'effectuadepuis le nord sous protection de lances à vérins hydrau-liques, système Walbrôhl. Cet équipement fut montépréalablement dans un élargissement du tunnel routierprécédant le PM 4 135. Les lances, de 5,10 m de lon-gueur et de 40 cm de largeur étaient au nombre de 41 etpouvaient être actionnées séparément ; leur guidages'effectuait à l'aide de tiges conductrices soudées sur lescintres ; elles reposaient à l'extrados de la future voûte,sur la construction métallique assurant le soutènementde la calotte. Leurs têtes, de 22 cm d'épaisseur et dontl'extrémité se terminait en couteaux, pouvaient s'avanceren porte-à-faux, de un à deux mètres selon les cas ; leursqueues, plus minces (6,5 cm) ne s'appliquaient pas direc-tement contre les cintres ce qui garantissait un espace de15,5cm d'épaisseur dans lequel les liner-plates venaients'emboiter. Le creusement de la calotte et la mise enplace du soutènement (cintres HEB 240 et liner-plates)se faisaient donc entièrement sous la protection de ceslances. Bien que dimensionnées aussi pour pouvoirpénétrer dans le front de taille, leurs extrémités nefurent jamais que plaquées contre la roche.

Pour l'excavation de la calotte, on utilisa un brise-roche du type Montabert BRH 501 monté sur le brasd'une pelle hydraulique Poclain LC 80. Le creusement sefit normalement sans explosifs à l'exception du trias etdes cinquante derniers mètres qui, comme on le verra,furent attaqués à revers depuis le sud. Les conditionsd'avancement rencontrées furent encore plus favorablesque dans les galeries latérales : sur bien des tronçons laroche était cette fois pratiquement sèche. A part quel-ques rares endroits situés aux environs du PM 4 200, ilne fut pas nécessaire de recourir au blindage du front :l'avancement fut par conséquent très régulier dans saprogression qui fut de 1,43 m/jour en moyenne. Lesdiverses formations géologiques n'eurent pratiquementaucun effet sur cette cadence : on voit par là que l'eaufut le facteur clef d'une grande part des difficultés ren-contrées auparavant ; n'oublions pas cependant que l'or-ganisation de la mise en œuvre du procédé d'avancementfonctionna elle aussi au mieux, ce qui joua assurémentun rôle très favorable.

Les cintres métalliques HEB 240 de la calotte furentlivrés en deux qualités (acier 52-3 et 37-1 ) et en trois oucinq éléments selon les cas. Posés à 1.02 m l'un de l'au-tre, reliés longitudinalement par un chaînage formé de

Photo n° 11 — Creusement de la calotte sous protection des lances Photo n° 12 — Bétonnage de l'anneau extérieur en calotte.

1 83

16 poutrelles HEB 140 ou 160, ils représentèrent enmoyenne un poids de 2,2 tonnes par mètre de tunnel.

Les liner-plates, reposant sur les cintres par l'intermé-diaire de petits blocs de bois, furent livrées en deuxdimensions (61 x 96 cm et 41 x 96 cm) ; leur épaisseurétait de 5 mm. Les deux types étaient placés côte à côte,alternativement, ce qui déterminait l'entre-axe des cin-tres de 1.02 m ; leur poids'représentait 780 kg par mètrede tunnel. On voit ainsi que le soutènement de la calottenécessita quelque 3 tonnes d'acier par mètre courant,soit environ 900 tonnes au total (2100 tonnes env. encomprenant les galeries latérales, donc 7 tonnes parmètre de tunnel).

La pelle hydraulique Poclain LC 80 chargeait le marinsur un tapis roulant qui l'acheminait vers l'arrière àl'extrémité de son porte-à-faux, soit env. 6 à 7 mètresau-delà de l'abattage du merlon central ; les déblaisétaient déversés sur un tombereau Cat 621 puis transpor-tés vers Gôschenen. Le tapis roulant déterminait ainsi ladistance entre le front de taille de la calotte et l'abattagedu noyau en rendant ces deux chantiers totalement soli-daires. On voit que la marge de jeu possible était relative-ment faible (5 m env. sur 35 m de distance) d'autantplus que le chantier du prérevêtement de la calotte étaitpris en sandwich entre les deux avancements mentionnésci-dessus. Le creusement et le soutènement de la calottes'effectua en trois postes journaliers, les équipes étantaussi chargées de l'abattage du merlon et de l'excavationde la contre-voûte.

Le bétonnage de l'anneau extérieur fut réalisé à l'aided'une pompe Schwing, par blocs successifs de 8.00 ml età une distance de 15 à 20 m du front de taille de lavoûte. Le béton, non armé, correspondait à un volumed'env. 115 à 120 m3 par bloc. Les joints transversaux,de 6 cm de largeur, étaient réalisés à l'aide de plaques depolystyrène expansé. Le coffrage métallique était rabat-table et se déplaçait sur rails.

L'abattage du merlon s'effectuait de 30 à 35 mètresaprès le creusement de la voûte à l'aide d'une autre pellehydraulique Poclain. On procéda aussi à la découpe desparties excédantes du soutènement des galeries latérales(cintres et tôles de blindage).

L'excavation de la contre-voûte s'effectuait au mêmeendroit par étapes de 4.00 ml à l'aide d'une pelle BroytX-2 ; le béton de la contre-voûte était immédiatementmis en place, la première étape de son remplissage debéton maigre suivant après quelques heures. Le radierainsi obtenu servait de piste de roulement pour le ravi-taillement du chantier et l'évacuation du marin.

L'ensemble des travaux décrits ci-dessus (phases 1 à 7de notre énumération) représentait le procédé d'avance-ment mis en œuvre depuis le nord à partir du mois d'oc-tobre 1974. Il fut appliqué sur 250 m, soit du PM 4 135au PM 4 385. Nous avons déjà vu auparavant que lapartie sud de notre zone présentait des conditions plusfavorables. Il fut donc décidé de procéder à son attaqueà revers, sans lances mais avec pose systématique de cin-tres et de tôles de blindage à l'avancement (systèmemarciavanti). Le creusement de la calotte fut entreprisfin juin 1975 au PM 4468.80 (au sud de cette limite letunnel avait déjà été excavé à travers l'évitement) ets'effectua sans interruption en direction nord jusqu'auPM 4 325, lieu de rencontre des avancements nord etsud. Les cintres utilisés furent du type HEB 240 (dis-tants de 1.00 m à 1.40 m selon les endroits). Le perce-ment eut lieu le 2 août 1975. Le noyau fut abattu aprèscoup par les mêmes équipes (ouvriers de l'avancement dutunnel au-delà d'Hospental qui avaient provisoirementinterrompu ces travaux pour mettre en œuvre l'attaqueen question). A mi-août la jonction de l'abattage des

noyaux nord et sud était effectuée. Tous ces travauxfurent réalisés à l'aide du jumbo Ingersoll-Rand utilisénormalement au front du tunnel (avancement conven-tionnel en demi-section).

La contre-voûte, moins importante que dans la partienord comme nous l'avons déjà vu, fut terminée peuavant la fin d'août 1975. Le mésozoi'que était dès lorsouvert au trafic du chantier, l'évitement devenant dumême coup inutile.

Restaient les caniveaux, l'étanchéité, l'anneau inté-rieur et le cloisonnement des gaines de ventilation. Lescaniveaux furent réalisés par étapes de 12 mètres. L'étan-chéité intercalaire ne fut réalisée que sur certains blocsseulement, les joints ouverts assurant un parfait drai-nage ; on utilisa à cet effet une feuille de PVC de1.5 mm d'épaisseur. Le béton de l'anneau intérieur futmis en place à l'aide d'une pompe Schwing ; il est clairqu'on put utiliser les mêmes coffrages que pour le restedu tunnel. Le bétonnage de la dalle intermédiaire et de laparoi de séparation fut, comme pour le reste du tunnel,effectué en deux phases. Le gros œuvre était ainsiterminé.

Gotthard - StrassentunnelVortriebsstand am 15 8 75

Entrée GOSCHENEN

Fig. 8 — État d'avancement au 15-8-75.

1 84

4, - CONCLUSIONS

Le franchissement du mésozoique (octobre 1971 àseptembre 1975) dura pratiquement quatre ans, à savoirdepuis l'arrivée de la galerie de sécurité dans cette zonesédimentaire jusqu'à la fin des travaux du gros œuvre dutunnel routier. Bien que ce passage difficile soit situé àquelque quatre kilomètres du portail nord, il a étépossible, malgré tout, de continuer l'avancement dutunnel au-delà de cette zone critique, et cela sur près dedeux kilomètres. La figure n° 8 nous donnera encore unaperçu de l'état des travaux, peu après le percement dumésozoique (mi-août 1975). Du point de vue du pro-gramme des travaux, ces difficultés ne furent donc guèredéterminantes.

Si les pressions mesurées dans ces séries sédimentairesfurent en fait relativement faibles (de l'ordre de grandeurde 20 tonnes/m2 pour les pressions de la roche dans letunnel routier —sans tenir compte des pressionsd'eau—), on a cependant pu constater que la perte decohésion des matériaux due aux infiltrations d'eau avaitété très néfaste à la cadence d'avancement. Ceci expliqueen partie pourquoi les prestations moyennes de la galeriede sécurité furent si faibles. On a d'autre part constatéune très bonne action de drainage au cours du temps, cequi permit de réaliser la calotte du tunnel en un tempsrecord (pour le procédé choisi, il va de soi !).

Le nombre des ouvriers occupés dans cette zone variaquant à lui de 20 hommes (galerie de sécurité en 1972) à60 (calotte et noyau en 1975) voire jusqu'à 80 (dans lesgaleries latérales en 1974). On ne releva aucun accidentgrave durant la réalisation de ces travaux.

Nous espérons avoir donné au lecteur un aspect aussicomplet que possible du déroulement des travaux dans lemésozoique ; ce chapitre de la construction de notregrand tunnel routier alpin restera assurément un des plusmarquants de son histoire.

Airolo, septembre 1975.

Supervision :Service Fédéral des Routes et desDigues, BerneMaître d'oeuvre :Cantons d'Uri et du TessinDirection générale des travaux :Lot nord :Bureau des Travaux Publicsdu Canton d'Uri, AltdorfLot sud :Bureau des Routes Nationalesdu Canton du Tessin, BellinzoneProjet d'exécution :Groupement des ingénieurspour le tunnel du St-Gothard :— Bureau d'études

Dr. Ing. G. Lombardi, Locarno— Electro-Watt

Ingénieurs-Conseils SA, Zurich— Chargé des problèmes

spéciaux de ventilation :Dr. Ing. A. Hàerter, Zurich

Direction locale des travaux :Lot nord :Electro-wattIngénieurs-Conseils SA, Goschenenavec la collaboration duBureau d'ÉtudesDr. Ing. G. Lombardi, LocarnoLot sud :Bureau des Routes Nationalesdu Canton du Tessin, AiroloExperts en géologie :Lot nord :Dr. R. U. Winterhalter etDr. T.R. Schneider, ZurichLot sud :Prof. Dr. E. Dal Vesco, ZurichTopographie :Communauté d'ingénieurs Schneideret Weissmann, Coire/ZurichEntreprises de construction :Lot nord :ArbeitsgemeinschaftGotthard-Strassentunnel Nord (AGN),GoschenenAG Conrad Zschokke, ZurichAG Heinr. Hatt-Haller, ZurichSchafir & Mugglin AG, LiestaJEd. Zublin & Cie AG, ZurichSubalpina SA (G. TOrno & Cîe SA), LuganoBau AG, ErstfeldValentin Sicher AG, GurtnellenLot sud :Consorzio Gottardo Sud (CGS), AiroloWalo Bertschinger AG, ZurichKopp Bauunternehmung AG, LucerneWalter J. Héller AG, BerneRothpletz, Lienhard & Cie AG, AarauH. R. Schmalz AG, Berne

1 85

LA SECURITE DES USAGERSDANSLES TUNNELS ROUTIERS

par F. RAMEL, Ingénieur Général des Ponts et Chaussées, Directeur,et C. BERENGUIER, Ingénieur des T.P.E.,Centre d'Études des Tunnels du Ministère de l'Équipement (C.E.Tu.)

1. La notion de sécurité des usagers dans les tunnelsroutiers, n'est pas fondamentalement différente de cellede la sécurité des usagers des routes à l'air libre ; elleprésente cependant des aspects particuliers, liés auxcaractères spécifiques de la viabilité en tunnel (ventila-tion, éclairage, etc ...) ; c'est ainsi qu'il doit être observécertaines prescriptions particulières dans les tunnels pourdiminuer les causes et réduire les conséquences des acci-dents ou des simples incidents inévitables.

Les actions nécessaires à entreprendre se situent àdeux niveaux :— au niveau du projet et plus particulièrement de la géo-

métrie de l'ouvrage, de sa construction et de ses équi-pements

— au niveau des consignes d'exploitation et des moyensd'intervention qui doivent être fournis au service d'ex-ploitation dont la tâche prioritaire est d'assurer lasécurité des usagers et en particulier d'intervenir en casd'incident.On verra également que les matériels à mettre en

œuvre et les dispositions à prendre, pour assurer cettesécurité conduisent à des coûts qui dans certains cas sontimportants, tant en investissement qu'en exploitation ; ils'agit des tunnels d'une certaine longueur en rase campa-gne ou en montagne ainsi que des tunnels urbains fonc-tionnant presque toujours à la limite de saturation ; ilconvient de ne pas les minimiser et d'en tenir compte àtous les niveaux des études et des réalisations.

2. - SÉCURITÉ AU NIVEAU DU PROJET :2.1.-Il n'existe actuellement, en France, aucun docu-ment officiel rendant obligatoire l'installation d'équipe-ments de sécurité dans les tunnels routiers ; toutefois, unavant-projet de tunnel routier fait l'objet avant approba-tion, d'un examen par les services spécialisés du Minis-tère de tutelle (Equipement ou Intérieur).2.2. - La sécurité au niveau du projet exige en premierlieu un dimensionnement correct de la géométrie de l'ou-vrage tracé en plan (profil en travers, aménagementsdivers).

La géométrie doit tenir compte des règlements etréglementations en vigueur pour les routes et les auto-routes à l'air libre ; de plus, certaines précautions doi-vent être prises en raison des caractères spécifiques de lacirculation en tunnel ; elles sont explicitées dans le Dos-sier Pilote des Tunnels dont la première édition a étépubliée par le C.E.T.U. en Mai 1970 (2ème édition encours) ; l'examen de la sécurité au niveau de la géométrieconduit en effet à prendre certaines précautions concer-nant en particulier :

2.2.1. - Le tracé et particulièrement les accès. Les carac-téristiques géométriques doivent être très homogènesen tunnel avec celles du tracé à l'air libre sur le même

itinéraire afin d'éviter l'effet de surprise du conduc-teur toujours néfaste pour la sécurité. L'implantationde croisements, de bretelles d'entrée et de sortie doitêtre évitée à proximité de l'ouvrage en raison des ris-ques d'incidents qui en découlent et dont la réductionnécessite un renforcement coûteux des dispositifs designalisation, de surveillance et d'intervention.

2.2.2. - Le profil en travers pour lequel deux notionssont à distinguer :- la largeur roulable, c'est-à-dire toute la largeur de

revêtement, généralement comprise entre les bordu-res de trottoirs, que peut utiliser un véhicule en mar-che (c'est-à-dire les voies de circulation, plus lesbandes latérales d'arrêt d'urgence lorsqu'elles exis-tent) ; elle conditionne la circulation au droit d'unvéhicule arrêté.

- l'espace compris entre le bord de la largeur roulableet les piédroits ; il est en particulier à noter que lestrottoirs doivent avoir une largeur d'au moins 60 cmen profil voûté (75 cm en profil rectangulaire) pourêtre vraiment efficaces, c'est-à-dire pour que les usa-gers puissent les emprunter pour se rendre au plusproche moyen d'alarme.

2.2.3. - Les aménagements qui facilitent les interventionsen cas d'incident : garages, by-pass, galeries de retour-nement en tunnel, aires de services aux entrées ...Ces aménagements doivent être envisagés en rapportavec la largeur roulable en tunnel dans le cadre d'uneétude économique d'ensemble, dans laquelle de nom-breux éléments sont à considérer (importance desperturbations causées par les incidents en fonction duniveau et de la composition du trafic, dépenses deGénie Civil en fonction notamment de la géologie —longueur et déclivités du tunnel — utilisation de cesaménagements pendant le creusement...).Le détail de ces aménagements est donné dans leDossier Pilote des Tunnels, mais on retiendra :- que les garages, espacés de 600 à 1200 m, ont une

longueur voisine de 40 m et une largeur de 3 m.- que les galeries de retournement, implantées au droit

des garages, ont une profondeur d'environ 15 m.- que les galeries de communication entre deux tubes

peuvent être pour piétons uniquement (tous les400 m maximum) ou / et pour véhicules (tous les800 m maximum).

2.3. - L'étude de Génie Civil d'un tunnel doit bien enten-du être conduite en vue de réaliser un ouvrage stablepour assurer la sécurité des usagers ; ce domaine, trèsvaste et qui comprend, outre la pérennité générale del'ouvrage, toutes les questions relatives à la résistance aufeu des plafonds, cloisons, le drainage, etc... et ne sera

1 86 TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS / N° 11 SEPT. OCT. 75

ter pour plus de précisions sur les niveaux à adopter.Ces installations doivent être conçues de telle sorteque la permanence d'un éclairage, même réduit à unsimple guidage, soit assurée en toutes circonstances,même en cas d'incendie, par la mise en place d'uncircuit alimenté par un câble de sécurité résistant auxtempératures élevées.

Fig. 1 — Exemple de garage — Tunnel du Mont-Blanc.

pas abordé ici ; il fera l'objet de publications ultérieures.2.4. - Mais la sécurité au niveau du projet, concerneessentiellement le dimensionnement des équipements del'ouvrage : ventilation, éclairage, équipements secon-daires, alimentation électrique, dont la fonction essen-tielle est justement d'assurer la sécurité du trafic, ainsique celui du génie civil dû à ces équipements.2.4.1. - la ventilation a pour but d'assurer un renouvelle-

ment de l'air en tunnel suffisant pour que les teneursen polluant soient limitées à des valeurs compatiblesavec la sécurité des usagers :- sécurité « physiologique » en diluant l'oxyde decarbone considéré comme le polluant le plus repré-sentatif des dangers des gaz d'échappement sur l'or-ganisme.

- sécurité « optique » pour permettre aux conduc-teurs d'avoir, malgré les fumées dégagées par lescamions, la distance de visibilité nécessaire à la vites-se autorisée. Pour cela il est nécessaire de procéder àune dilution et à un renouvellement de l'air du tun-nel.Selon les types et les sites des tunnels et selon lescaractéristiques et l'intensité du trafic attendu, onadopte l'un des quatre systèmes classiques de venti-lation : longitudinale, semi-transversale, transversalepartielle ou transversale pure.Il convient dans chacun des cas d'étudier les risquesde pannes des ventilateurs et éventuellement deprévoir des groupes de secours.

- la ventilation a également un rôle essentiel à jouerdans la sécurité en cas d'incendie, pour évacuer lesfumées et faciliter l'arrivée des secours. Des essaisd'incendie en tunnel effectués en Suisse ont montréque la sécurité nécessite une aspiration minimale de80 m3/s/km. Cette valeur peut être facilement obte-nue avec une ventilation transversale partielle, ou ensemi transversal par l'inversion des circuits d'airfrais.

2.4.2. - L'éclairage artificiel dont le but est de donneraux usagers des conditions de visibilité en tunnel serapprochant de celles existant à l'air libre. Il convient,en particulier, de supprimer l'effet de « trou noir »ressenti par un automobiliste qui aborde un ouvrageinsuffisamment éclairé, en installant un éclairage (engénéral important) à l'entrée, appelé éclairage de ren-forcement ; la transition entre cet éclairage et celui desection courante doit ensuite être assurée ; parfois ondoit mettre un suréclairement à la sortie de l'ouvrage.De nombreuses recommandations existent, tant sur leplan national, qu'international ; on pourra s'y repor-

Fig. 2 — Eclairage sous le tunnel de Fourvière - Lyon.

2.4.3. - Dans les tunnels importants il est nécessaired'installer des équipements secondaires, appelés égale-ment équipements de sécurité, comprenant les maté-riels nécessaires au contrôle du trafic et à la comman-de de l'ensemble des installations.2.4.3.1.- les possibilités de surveillance du trafic etd'information des usagers peuvent être plus oumoins importants suivant les tunnels.En général, la surveillance particulière d'un ouvrageest liée à la présence d'équipements de ventilation etd'éclairage :

a/ - Dans les tunnels importants par leur longueur, leursituation ou le trafic qu'ils supportent, les installa-

tions se composent de détecteurs de circulation(mesure de vitesse ou d'occupation), si possible surchaque voie, qui détectent les anomalies de trafic ettransmettent une alarme, soit au poste decommande soit en un endroit où une permanenceest assurée (police, pompiers,...) l'homme de veillese rend compte de l'importance de l'incident aumoyen de la télévision (ou en envoyant une pa-trouille), agit sur le trafic présent au moyen de lan-ternes et panneaux lumineux de signalisation entunnel et aux abords (itinéraires de délestage), etalerte les équipes de secours. L'usager peut de lui-même, signifier la raison de son arrêt en tunnel aumoyen des téléphones intérieurs, ou simplementsignaler qu'il est en difficulté au moyen du poussoiralarme ; il disposera également d'un extincteur.

b/ - Des installations moins complètes mais conçuessur les mêmes principes sont prévues sur les tunnelsmoins importants.

2.4.3.2. - II est important que les commandes des ins-tallations soient étudiées soigneusement car leur rôleest évidemment primordial sur la sécurité ; ellescomprennent les automatismes (ventilation, éclai-rage, secours Haute Tension, séquences de signalisa-tion), qui uniformisent les interventions et per-mettent de se rapprocher le plus possible des condi-tions optimales d'utilisation (en particulier pour laventilation), et les commandes manuelles quidoivent dans tous les cas, pouvoir remplacer les au-tomatismes.

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Fig. 3 — Salle de commande - Tunnel sous Fourvière.

Fig. 4 — Camion d'intervention (AREAI

Fig. 5 — Salle de commande - Tunnel du Mont-Blanc.

Il est nécessaire de centraliser toutes les commandesdans une salle dite "de commande", généralement àl'une des têtes de l'ouvrage. Elle reçoit des informa-tions fournies par les capteurs placés dans le tunnel,soit dans les tunnels importants : des analyseursd'oxyde de carbone, des opacimètres, des anémomè-tres, des mesureurs de vitesse des véhicules, des comp-teurs de circulation ou d'occupation, des mesureursde gabarit, des cellules photoélectriques.

2.4.4. - L'alimentation électrique qui doit être étudiée defaçon à assurer la permanence de l'alimentation deséquipements mis en œuvre :- en veillant à ce que les risques de coupures soient lesplus faibles possibles, en général grâce à une doublealimentation issue de deux sous stations E.D.F. dif-férentes,

- en prévoyant un système de secours pour assurer lapermanence au moins de l'éclairage de secours et deséquipements secondaires (batterie - onduleur) etdans certains cas de la ventilation (groupes élec-trogènes) .

2.4.5. - La sécurité doit également intervenir dans l'étudedes moyens d'intervention mis à la disposition desexploitants, et en certains tunnels longs des moyensd'alarme à la disposition des usagers.

Il convient en effet que, dès le niveau du projet, lesméthodes et les moyens d'intervention en tunnelsoient prévus ; en particulier la conduite à tenir en casd'incendie (dans les tunnels importants) les véhiculesd'intervention (motos, fourgonnettes d'entretien etde premier secours), la qualification du personnel, etbien sûr le mode d'exploitation et les locaux corres-pondants devront être étudiés et définis dans leursgrandes lignes dès le stade du projet.Chaque cas particulier fera l'objet d'un examenconcernant les dispositions à prendre pour faciliter etaccélérer les interventions (liaisons téléphoniques in-ternes, rapidité d'accès à partir des bâtiments d'ex-ploitation) ; toutes concertations entre le Maîtred'Ouvrage et les services locaux de la ProtectionCivile, en particulier, s'avérera nécessaire.

3. - Sécurité au niveau de l'Exploitation.3.1.-Après sa construction, le tunnel est géré par unservice d'Exploitation qui doit assurer la pérennité del'ouvrage, respecter les consignes de marche des installa-tions électromécaniques, faire respecter les règlements decirculation des véhicules (le cas échéant par l'intermé-diaire des forces de police) et intervenir efficacement encas d'incident.Il n'existe, là non plus aucun règlement de sécurité d'ex-ploitation spécifiquement « tunnels » et il convient, entout état de cause, et quel que soit le mode d'exploita-tion retenu, que soit mis au point un certain nombre deconsignes d'exploitation, parmi lesquelles on apporteraun soin particulier à celles qui contribuent à la sécuritédes usagers.3.2. - En premier lieu un bon entretien de l'ouvragecontribue, à bien des titres, à la sécurité des usagers.3.2.1. - concernant le Génie Civil, il convient de suivre

tout particulièrement, l'évolution des déformationsdes parois, l'état des organes de drainage, la stabilitéde la chaussée et d'effectuer le nettoyage de l'espaceréservé à la circulation.

5.2.2. - concernant les Equipements il convient :- que les consignes données par les fabricants desdivers matériels soient suivies au titre de l'entretiencourant, qui doit de plus avoir un caractère préven-tif.

- que le renouvellement accidentel soit assuré (stockssuffisants) ; il sera d'ailleurs d'autant moins fréquentque l'entretien courant sera bien effectué.

- que le renouvellement systématique soit prévu suffi-samment à temps pour que la durée de vie normaledes matériels ne soit pas dépassée.

Les conditions normales de marche des installationsélectromécaniques doivent être respectées.3.2.2.1.-Ventilation.

Le fonctionnement (automatique ou non de la ven-tilation, doit être tel que la pollution, caractériséepar la teneur en oxyde de carbone et l'opacité, soitlimitée. Les valeurs suivantes sont le plus souventadoptées.

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- circulation fluide : Oxyde de Carbone :de 70 ppm en tunnel urbain

à 150 ppm en tunnel de montagne.Opacité

15 à 20 % en unité Westinghouse- circulation congestionnée :

- exceptionnellement :Oxyde de carbone : à 250 ppm la circulation entunnel étant éventuellement restreinte.

à 400 ppm elle est interdite.- fréquemment :Oxyde de carbone : à 150 ppm, taux maintenu àcette valeur par augmentation de la capacité deventilation si elle est possible ou par restrictionaux entrées par la police.

3.2.2.2. - Eclairage :Les régimes d'éclairage de base et de renforcementsont déterminés en fonction des conditions exté-rieures par l'intermédiaire de cellules photoélec-triques. Les seuils de déclenchement dépendent deconditions locales de site et climatiques ; de plus unhorocontacteur réagit en général sur l'éclairage debase pour tenir compte des pointes de trafic à desheures où les conditions extérieures de luminositéconduiraient à des régimes d'éclairage trop bas.

3.3. - Les règlements de circulation, adaptés à chaque casdoivent être préparés avant l'ouverture du tunnel ; ilsrelèvent d'arrêtés pris par les autorités compétentes sui-vant l'itinéraire.Les caractères spécifiques de la sécurité dans les tunnelsconduisent à des arrêtés spéciaux qui concernent engénéral :— L'interdiction de passage aux usagers lents (piétons,

cyclistes,...)— l'interdiction de dépasser pour les poids lourds, et par-

fois également pour les véhicules légers,— une réglementation de vitesse (maximum et parfois

minimum).— une distance minimale entre véhicules à respecter.— l'obligation de faire fonctionner l'éclairage des vé-hicules,— une réglementation du passage des transports de ma-

tières dangereuses, ou qui risquent d'incommoder lesautres usagers.

3.4. - Enfin le service d'exploitation doit être prêt à faireface aux situations exceptionnelles de trafic qui sont engénéral les cas les plus graves vis à vis de la sécurité desusagers ; les situations exceptionnelles rencontréesgénéralement concernent la congestion du trafic, l'acci-dent ou la panne, l'incendie, le changement d'affectationdes voies, la coupure de courant, et les travaux.Les interventions doivent respecter les principessuivants :— le tunnel n'est qu'un élément de l'itinéraire et toute

action se répercutera très vite sur les accès,— l'usager en amont doit être informé rapidement,— l'usager en tunnel doit être secouru soit par l'amont

soit par l'aval.Les interventions propres à chaque catégorie de situationexceptionnelle sont les suivantes :3.4.1, - La congestion du trafic :

Lorsque l'évolution du trafic fait que systémati-quement, chaque jour la circulation est congestionnéeon doit d'une part assurer le débit maximal stable, etd'autre part aménager les conditions de circulation

par des moyens tels que : l'interdiction de passage auxpoids lourds, l'incitation au délestage à l'amont, lecontrôle du trafic à l'entrée (par feux ou non) lecontrôle du trafic dans le tunnel (mise au jaune cli-gnotant, panneaux de limite de vitesse allumés).En outre, la surveillance, à l'aide des capteurs et de latélévision, doit être accrue, le tunnel devant êtrefermé si les teneurs en polluants dépassent les limitesacceptables.

Fig. 6 — Niche en tunnel.

3.4.2. - La panne ou l'accident en tunnel :Le détail des interventions est différent suivant quel'incident bloque tout ou partie de l'ouvrage, mais lesrègles générales restent les mêmes, une fois l'informa-tion connue (capteurs de trafic ou de pollution,surveillants, usagers...), et confirmée si besoin est partélévision :- mesures à prendre pour la circulation : mise au

rouge des feux en amont et information des usagers(panneau accident ou autre), puis dégagement desusagers en tunnel en amont de l'accident, tout enfacilitant l'arrivée des secours,

- mesures à prendre pour les équipements : en prin-cipe pas d'intervention sur la ventilation, qui est engénéral automatique : sinon, augmentation desdébits d'air frais, et d'air vicié au niveau de l'inci-dent ; mise au régime maximal de l'éclairage auniveau de l'incident.

- intervention dans l'ouvrage : envoi immédiat demotocyclistes, puis, suivant le degré de gravité, envoidu véhicule de dépannage ou de premier secours.

3.4.3. - L'incendie en tunnel :C'est heureusement une situation très exceptionnelle,mais la gravité de ses conséquences demande que sonéventualité soit envisagée, au moins pour les ouvragesimportants ; la détection peut être assurée par lesusagers eux-mêmes au moyen d'un bouton-poussoirspécial ou par des avertisseurs automatiques liés ounon au décrochage des extincteurs et éventuellementla télévision ; les interventions sont les suivantes :

- mesures à prendre pour la circulation : ce sont lesmêmes que pour un accident ou une panne,

- mesures à prendre pour la ventilation : si l'installa-tion le permet, aspiration maximale de l'air vicié, etinsufflation d'air frais à faible régime dans la zonede l'incendie, pour permettre l'arrivée des secours,

- mesures à prendre pour l'éclairage : avant tout éviterl'ext'netion, en prévoyant au niveau du projet, unsectionnement assez court, et un câble de sécurité

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résistant aux fortes températures ; sur les sectionsvoisines de l'incendie, l'éclairage doit être mis aurégime maximal,

- intervention dans l'ouvrage : se conformer aux ins-tructions données par les pompiers.

Fig. 7 — Incendie Tunnel de Billwerder MOORFLEET(Allemagne)

3.4.4. - Le changement d'affectation des voies :Certains tunnels à double sens de circulation ont unnombre impair de voies, ce qui permet d'affecter lavoie centrale à l'un ou l'autre sens suivant les néces-sités.Il est recommandé de laisser la voie centrale interditeà toute circulation tant que l'intensité de la circula-tion le permet : ceci minimise les risques d'accidentsd'une part, et d'autre part permet de ne pas avoir àpasser directement de l'affectation dans un sens àl'autre sens.En tout état de cause, la période la plus dangereuseest celle où, une voie supposée libre ou libérée de touttrafic dans un sens, est affectée à l'autre sens , unesignalisation puissante et la double visualisation parmotocyclistes et par télévision sont nécessaires ; enoutre, l'éclairage sera mis au régime maximum pen-dant cette opération.

3.4.5. * La coupure de courant.Elle n'est jamais totale, si les précautions nécessairesont été prises au niveau du projet. On doit éviter quel'usager se trouve brutalement dans le noir complet.Que les coupures soient prévisibles ou non, il convientde n'admettre en tunnel que le trafic compatible avecla durée de coupure prévue et la pollution admissibleen ventilation réduite ou supprimée.

3.4.6. - Les travaux en tunnel :Les travaux effectués en tunnel comportent davan-tage de risques qu'à l'air libre pour les usagers et lesouvriers. 11 faut donc :- implanter une signalisation lumineuse de chantierpour avertir les usagers de la fermeture totale oupartielle de l'ouvrage, et le cas échéant baliser l'itiné-raire de délestage.

- restreindre la pollution en oxyde de carbone à50 ppm., afin de se conformer à la législation dutravail, même si ces travaux n'imposent pas que lesouvriers soient continuellement en tunnel.

- mettre l'éclairage de base au régime maximum dansla zone des travaux.

- prévoir une protection matérielle (véhicule forte-ment éclairé...).

Il est d'ailleurs souhaitable que l'ouvrage soit fermé àtoute circulation, lorsque c'est possible. Ces travauxdevraient être généralement effectués de nuit à desmoments où la circulation est la plus faible.

4. - Coût de la Sécurité.Certes « la sécurité n'a pas de prix » ; en fait bien que

ne pouvant évidemment jamais assurer une sécuritétotale, les équipements et consignes indiqués ci-avant yconcourent efficacement, moyennant un coût qui n'estpas négligeable. Deux chiffres sont particulièrementsignificatifs :— en premier investissement, le coût des équipements de

sécurité au sens large y compris les installations deventilation (et le génie civil afférent), l'éclairage, ettous les autres équipements, représente 5 à 40 % ducoût total de l'ouvrage

— les coûts d'exploitation d'un ouvrage relativementimportant atteignent, personnel compris et par an, 1 %environ du coût d'investissement de l'ouvrage auquel ilconvient d'ajouter l'amortissement des matérielsinstallés.

Les études concernant la sécurité des usagers et leursconséquences sont donc nécessaires malgré leur coût ;c'est finalement sur l'impression de sécurité ressentie que

— l'usager, et donc la collectivité, jugera l'ouvrage.

5. - Bibliographie.— Dossier Pilote des Tunnels (Mai 1970) — Centre

d'Etudes des Tunnels du Ministère de l'Equipement.— Rapports et Recueils de Documentation du Comité

Technique des Tunnels Routiers de l'A.I.P.C.R.(TOKYO 1967 - PRAGUE 1971 - MEXICO 1975)

— Recommandation pour l'Eclairage des tunnels(Internationale CIE Janvier 1973 — Nationale AFEJanvier 1974).

6 - Résumé.Les installations destinées à assurer la sécurité des usa-

gers, constituent l'aspect le plus spécifique des tunnelsRoutiers par rapport aux autres catégories de tunnels, ilconvient qu'une attention particulière soit apportée auxstades du projet et de l'exploitation pour satisfaire cesimpératifs de sécurité qui sont certes nombreux et coû-teux, mais qui constituent finalement les critères sur les-quels les usagers jugeront le travail des ingénieurs.

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DU STOCKAGE SOUTERRAIN PETROLIERAUX REVETEMENTSD'OUVRAGES EN INTRADOS

par J. TABARY (Compagnie Lebon)

Nous présentons ici un cas de transfert d'une techni-que à une autre, où l'étude des problèmes propres à uncertain type de stockage pétrolier souterrain, dit à étan-chéité artificielle, conduit à des applications dans desdomaines voisins mais distincts : revêtements de tunnelsroutiers, de tunnels ferroviaires ou de galeries d'eauxsouterraines.

Qu'entendons-nous par stockage pétrolier souterrainà étanchéité artificielle ?

Jusqu'à présent, sauf le cas des cavités dans le sol,obtenues généralement par dissolution et dont l'imper-méabilité donne toute garantie, la protection des nappesd'eau souterraine exige que la pression hydrostatique decelles-ci soit supérieure à celle des hydrocarbures conte-nus dans le réservoir, de telle sorte qu'il ne puisse y avoirque des fuites d'eau vers l'intérieur du réservoir.

Or, tous les terrains ne répondent pas à ces condi-tions. C'est pour pouvoir envisager néanmoins de cons-truire des stockages souterrains, même dans le cas où leséléments naturels n'offrent pas de garanties suffisantesd'étanchéité, qu'a été mis au point le procédé à étan-chéité artificielle décrit ici.

Ce procédé consiste à revêtir les parois des galeriessouterraines formant les réservoirs, d'abord d'un bétonqui a pour but essentiel de régulariser la surface, puis delarges films ou feuilles de matière plastique, appliquéessur le béton.

Le matériau doit, bien entendu, présenter les qualitésvoulues d'étanchéité aux produits pétroliers, et d'inalté-rabilité en leur présence comme en celles des eaux sou-terraines et de tous autres agents de dégradation possi-bles - moisissures, vieillissement naturel, etc ...

L'expérience montre que le matériau doit aussi pré-senter d'excellentes qualités mécaniques. En servicenormal, la pression du produit stocké applique la mem-brane d'étanchéité contre la paroi, comme une chambreà air dans un pneu, et elle ne supporte théoriquementpas d'effort tangentiel. Mais en réalité, il en est rarementainsi ; les parois se fissurent tôt ou tard et il faut que lamembrane supporte ces fissures sans se déchirer, ce quiles soumet à des contraintes très élevées. D'où la néces-sité d'utiliser un film façonné en usine, laminé, écroui,pour emprunter un terme de métallurgie, et doté ainsid'une résistance à la traction de l'ordre de la moitié decelle de l'acier doux en même épaisseur, mais necomportant pas le risque de corrosion.

STOCKAGE souterrain pétrolier prototype inteneur duréservoir près de l'orifice d'accès.

Cette exigence très sévère de résistance mécaniquenous a conduits à écarter dans l'état actuel de la techni-que, les revêtements réalisés in situ par projection,malgré l'attrait d'un tel procédé pour faciliter la posemême sur parois irrégulières. Il ne semble pas en effetqu'une pellicule ainsi réalisée sur place présente à la foisune résistance propre suffisante et une indépendance parrapport à la paroi lui permettant de ne pas se déchireraux défauts d'appui accidentels ou systématiques.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS / N° 11 SEPT. OCT. 75 1 9 1

Les films sont assemblés les uns aux autres par collageà froid pour éviter toute altération par un traitementthermique trop brutal et de façon que les assemblagesprésentent par rapport à la pleine feuille un affaiblisse-ment aussi réduit que possible.

Le collage du film sur les parois est normalement des-tiné à des réservoirs supportant une pression interne,donc ne soumettant le collage à aucun effort particulier.Mais, outre ces conditions habituelles de fonctionnementdu réservoir en service, il faut aussi prévoir le cas où leréservoir est vide, par exemple en période de construc-tion, de vidange, d'inspection : des décollements de lamembrane d'étanchéité peuvent alors se produire, sur-tout si des eaux souterraines se trouvent en pression dansle terrain et cheminent à travers le béton plus ou moinsporeux ou fissuré. Il a donc fallu étudier et renforcerl'adhérence de la membrane au béton.

Dans le cas d'un réservoir pétrolier, il est souhaitable,si des fuites se produisent malgré tout, qu'on en soitprévenu, et pour cela qu'elles soient recueillies dans undrain convenablement placé.

On a cherché à faire en sorte que le drain ne soitautre que l'espace compris entre le plastique et le béton ;il faut alors que cet espace soit continu et offre un che-minement au fluide issu du réservoir, jusqu'à un cani-veau de détection et de collecte.

Ceci paraft incompatible avec l'adhérence du plasti-que au béton. Pourtant, il semble que l'on soit parvenu àconcilier ces deux exigences contraires. Le résultat obte-nu peut s'interpréter de la façon suivante : la pellicule decolle sur la paroi bétonnée forme un réseau cellulaire àcellules ouvertes ; la pellicule sur le plastique forme unautre réseau à cellules ouvertes, donc continu, où lesfluides circulent, lentement sans doute, mais circulenttout de même, s'ils ne sont pas trop visqueux.

Le collage peut se réaliser soit de façon classique parpose sur la paroi bétonnée, soit en plaçant sur les coffra-ges le plastique préalablement préparé, encollé et engra-viilonné, et en coulant le béton autour. Ce dernier procé-dé complique un peu le travail de génie civil, maisconduit à des adhérences supérieures tout en ménageantles possibilités de circulation dont il vient d'être ques-tion.

Cette disposition permet de drainer un fluide prove-nant d'une fuite de réservoir pétrolier. Mais dans le casd'un ouvrage souterrain non pétrolier, tel que tunnelferroviaire ou routier, la même disposition permet decontenir les eaux souterraines environnant l'ouvrage etd'empêcher qu'elles ne pénètrent dans la galerie. Lesconditions de fonctionnement sont différentes mais lestechniques de conception et de construction sont analo-gues.

Les photographies ci-contre présentent :— d'une part, un petit stockage souterrain pétrolier pro-

totype réalisé selon ce principe, et qui fonctionnedepuis quelques années,

— d'autre part, une expérience réalisée récemment à l'airlibre sur du matériel venant de servir à la réfectiond'un tunnel ferroviaire.

CHANTIER FERROVIAIRE - PLASTIQUEencolle et engravillonne sur coffrage articule(travaux réalises a l'air libre)

CHANTIER FERROVIAIRE - Partie inférieure d'un piédroitaprès coulée du béton et decoffrage (travaux realjses à l'air libre)

La résistance à la sous-pression obtenue atteint plu-sieurs bars sur chantier réel et 10 à 20 bars en labora-toire dans de bonnes conditions.

Ces résultats, joints à la facilité de visite et de contrô-le et aux autres caractéristiques présentées ici, permet-tent de penser que cette technique ouvre en matièred'étanchéîté de tunnels une voie nouvelle qui mérited'être approfondie et développée.

N.B. La résistance à la sous-pression évoquée ci-dessusvient de faire l'objet, dans des conditions de mise enœuvre améliorées, d'essais dans un chantier souterrain,sur les parois d'une galerie de reconnaissance dans lacraie. Les résultats obtenus sont de l'ordre d'une tren-taine de bars. Cette réalisation fera l'objet d'une commu-nication ultérieure.

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ORANGE-FISH TUNNEL

publié grâce à l'aimable autorisation du Department of Water Affairs (République Sud-Africaine)Photos réalisées par M. O.S. BEKKER Rietfontain Steynsburg 5920 R.S.A.

Lorsque le 22 Août 1975, le Premier Ministre de laRépublique d'Afrique du Sud, l'honorable BJ. Vorster,a ouvert officiellement le tunnel d'Orange-Fish, il a inau-guré le plus long tunnel acqueduc connu dans le monde.Près de quarante ans de prévision et de projet, et sept ansde construction réelle, ont ainsi atteint une conclusiontriomphante avec la mise en fonction officielle dutunnel.

Reliant les bassins versants des eaux des fleuvesOrange et Gréât Fish, le tunnel d'Orange-Fish forme unepartie essentielle de la première phase de 490 millions deRands du Projet du Fleuve Orange (ORP) qui estconstruit sous la direction du Département des AffairesHydrauliques de la République d'Afrique du Sud, etdont la seconde unité majeure, le tunnel d'Orange Fish(la première a été le barrage Hendrik Verwoerd) estmaintenant achevée.

A une cérémonie en Juillet 1973, pour marquer la findu percement du tunnel d'Orange Fish, le PremierMinistre a parlé du tunnel comme « ... d'une entreprise« dont nous ne pouvons pas, dès maintenant, apprécierla pleine signification ... ». Le Premier Ministre voulaitparler des avantages encore inconnus jusqu'à présent quipeuvent être attendus du tunnel, comme l'effet d'unealimentation en eau assurée, dont le besoin se fait sentirlargement dans la Province de l'Est.

Lorsque l'ancien Premier Ministre, le Dr. H.F. Ver-woerd donna le feu vert au projet de l'Orange River, il lefit en pleine connaissance de ce que les bénéficiairesultimes du projet seraient les générations futures del'Afrique du Sud. Cependant, comme résultat des effortsacharnés d'équipes hautement expérimentées d'ingé-nieurs et de mineurs d'Afrique du Sud, de Grande-Bretagne et d'Europe, les fermiers et les industriels dansla province du Cap Est peuvent maintenant espérer tirerdes avantages du tunnel dans un avenir pas trop éloigné.

Merveille de conception et de construction, le tunneld'Orange Fish n'est qu'une partie - quoiqu'une, partie clé,— d'un système de barrages, de tunnels, de déversoirs etde canaux qui doivent être achevés dans leur intégralité(aux environs de l'an 2000) avant que le projet d'adduc-tion d'eau et d'irrigation à usages multiples soit 100%opérationnel.

Le tunnel d'Orange Fish a été projeté en détail par leDépartement des Affaires Hydrauliques, d'abord sous ladirection d'un précédent Ministre des Affaires Hydrau-liques, Mr. P.M.K. Le Roux, et le premier Secrétaire desAffaires Hydrauliques, Mr. J.M. Jordaan, et pour les septdernières années par le Ministre en exercice des AffairesHydrauliques, Mr. S.P. Botha, et le Secrétaire desAffaires Hydrauliques, M. J.P. Kriel assisté d'un éminentpersonnel d'ingénieurs hydrauliciens.

Le département a choisi comme ingénieurs conseilsles firmes Sir William Halcrow & Partners de Londres etKeeve Steyn & Partners de Johannesburg, agissantcomme un consortium sous le nom d'ingénieurs conseilsdu tunnel d'Orange Fish. Le Consortium a été respon-sable du projet de détail du tunnel et de la surveillancede la construction par les adjudicataires sous la directiongénérale du Département des Affaires Hydrauliques.

La construction du projet a été considérée commetrop importante pour être traitée par un seul adjudica-taire de génie civil, et dès le début, la décision fut prisede diviser les 82.45 km de longueur du tunnel en troismarchés séparés. Des soumissions furent appelées de lapart de groupes pré-sélectionnés d'entrepreneurs detunnelling expérimentés, assurant ainsi que seules desfirmes capables d'achever les travaux, auraient l'adjudi-cation des marchés finaux.BUT DU TUNNEL

Parlant au Parlement au début de cette année, leMinistre des Affaires Hydrauliques, M. S.P. Botha disait :« L'Afrique du Sud ne peut pas être un grand pays àmoins « d'utiliser efficacement et avec discernement sesressources limitées en eau. »

Le tunnel d'Orange Fish est l'ouvrage clé construitpour assurer qu'une partie de l'eau des plus grandsfleuves d'Afrique du Sud est utilisée « efficacement etavec discernement » pour revitaliser l'agriculture dans lesvallées grillées par le soleil et enclines à l'assèchement dela Gréât Fish River et de la Sundays River dans laprovince Est du Cap, où il existe un besoin urgentd'alimentation supplémentaire en eau. En outre, letunnel procurera des adductions d'eau adéquates pourl'usage urbain et industriel dans le complexe PortElizabeth/Uitenhage pour de nombreuses années à venir.

On a considéré comme possible de détourner une.partie des surplus d'eau du fleuve Orange à travers laligne de partage des eaux dans les vallées de la Gréât Fishet de la Sundays, pour augmenter l'alimentation en eaudes 14.600 hectares existants de terrain irrigué, et pourpourvoir au développement de 50.000 autres hectares.La quantité totale d'eau qui aurait à être tirée du fleuveOrange pour desservir ces zones sera de l'ordre de350 millions de mètres cubes par an, mesurée à l'ouvragede prise du tunnel dans le fleuve Orange.

Les capacités de beaucoup de barrages existants dansles vallées affectées ont été gravement réduites depuisleur construction, comme résultat d'épais dépôts delimon, diminuant ainsi largement l'alimentation régulièreen eau provenant des barrages.

Des milliers d'hectares de terre arable dans la provincede l'Est ont été mis hors programme pour insuffisanced'eau. Lorsque de l'eau sera disponible en provenance dufleuve Orange, à travers le tunnel, ces terrains aban-donnés seront de nouveau rendus productifs.

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS / N° 11 SEPT. OCT. 75 1 93

En plus du colmatage des barrages par le limon, lasituation des eaux dans l'Est du Cap a été aggravée aucours des décades passées par de graves assèchements, enparticulier dans la zone du lac Mentz, qui est une régionfertile, mais qui a besoin d'une alimentation en eau assu-rée et adéquate.

Les eaux douces, venant de l'Orange River par letunnel d'Orange Fish, sont escomptées apporter un allé-gement à la vallée de la Gréât Fïsh River, en réduisant 1ebrak (salinité) de l'eau actuellement présent dans lavallée. D'amples arrivées d'eaux de l'Orange River ren-dront également plus proche le jour où le complexeindustriel de Port-Elizabeth/Uitenhage pourra déve-lopper la totalité de son potentiel - développement quiautrement serait stoppé au bout d'environ dix ans, lors-que la pleine utilisation des ressources locales en eau seraatteinte.

En outre, l'extension des terrains irrigués dans lafameuse région productrice de laine de la Province Estaidera, dans une large mesure, à effacer les effets del'assèchement, auxquels l'industrie de la laine est pério-diquement soumise. Cela stabilisera l'une des plus impor-tantes productions primaires de l'Afrique du Sud (l'Afri-que du Sud est le troisième plus grand producteur delaine du monde). On estime que la production de lainepeut être augmentée d'environ 18.000 tonnes par an, etqu'un accroissement de 20 % dans la production dumouton peut également être obtenu si le spectre de lasécheresse est banni.

C'est il y a exactement 100 ans, en 1875, que l'idéede prendre l'eau de l'Orange River pour irriguer la régionde Camdeboo du petit Karoo fut émise pour la premièrefois dans une publication intitulée Hydrologie de l'Afri-que du Sud, ou détails de la première condition hydro-graphique du Cap de Bonne-Espérance, et des causes deson aridité actuelle, par le Dr. J.C. Brown, botaniste duGouvernement et Professeur de botanique au CollègeSud-Africain, Cape Town. Aucune mention ne fut faitealors de la construction d'un tunnel en dessous de laSuurberg ou de toute autre chafne de montagne.

La possibilité pratique de détourner les eaux del'Orange River à travers un tunnel vers la vallée privéed'eau de la Gréât Fish River a été envisagée pour lapremière fois en 1928 par le Dr. A.D, Lewis, Directeurde l'Irrigation à cette époque. Il proposait de conduireun tunnel depuis le voisinage du village de Béthulie, dansle Sud de l'Etat Libre d'Orange, vers les affluents de lavallée de la Gréât Fish River - le Teebus Spruit (petiterivière) et la Gréât Brak River. L'idée continua de germerde 1928 à 1944, lorsque, vers la fin de la seconde guerremondiale, ce qui était alors le Département de l'Irriga-tion (maintenant Affaires Hydrauliques) commença desreconnaissances sur place et des forages exploratoirespour s'assurer de la possibilité de mise en pratique duplan du Dr. Lewis.

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En 1948, le Département des Affaires Hydrauliquesprésente un rapport technique au nouveau gouvernementrécemment formé. Le rapport proposait la constructiond'un grand barrage sur l'Orange River à Béthulie, avec undéversoir de diversion à environ 40 km en aval, en mêmetemps qu'un canal et un tunnel qui conduirait les eauxsous la chafne séparant les systèmes fluviaux de l'Orangeet de la Gréât Fish, dans la vallée de la Fish River, etensuite par un autre canal de déviation et un tunnel dansla vallée de la Sundays River, au Nord Ouest de Port-Elisabeth. E'n substance, c'est le projet tel qu'il est main-tenant en cours de réalisation.

Des investigations détaillées, continuées avec persévé-rance, ont eu pour résultat que le barrage de stockageproposé à Béthulie et le déversoir et le canal de diversionoriginels, ont été remplacés par le plus grand barraged'Afrique du Sud - l'actuel barrage Hendrik Verwoerd,situé quelque 25 km en aval de la prise vers le tunneld'Orange Fish, qui est pratiquement à la même place quiavait été envisagée originellement. De plus, la liaisonoriginelle vers la vallée de la Sundays River a été rempla-cée par le tunnel de Cookhouse de 13 km de longueur etle canal Fish-Sundays qui doivent être achevés en 1976.

De 1948 à 1953, et de nouveau de 1964 à 1967, destravaux de reconnaissance sur place furent effectués lelong du tracé du tunnel proposé. Les recherches compre-naient l'établissement d'une carte géologique, des recon-naissances géophysiques, la photographie aérienne de latotalité de la zone du tunnel, et des reconnaissanceshydrologiques. Des sondages furent forés sur le tracé dutunnel jusqu'à des profondeurs de 450 m. Près de300 carottages furent effectués, et placées bout à bout,les carottes extraites totalisaient près de 30 km de long.

Les études des contraintes de la roche ont été effec-tuées par le Conseil pour la Recherche Scientifique etIndustrielle (CSIR), de Pretoria, et les analyses pétrogra-phiques des échantillons de roches furent entreprises parl'Université de Rhodes, à Grahamstown, sous la direc-tion du Professeur E.D. Mountain. La reconnaissancegéologique par le Département des Mines a été d'uneaide inestimable par des études géologiques extensives, etle Bureau des Ingénieurs des Mines du Gouvernement,sous Mr. T.L. Gibbs, a apporté son assistance avec desétudes préliminaires de tunnelling et la préparationd'estimations. Dans l'important domaine de la reconnais-sance de tunnel, le Professeur G.B. Lauf, de l'Universitéde Witwatersrand, a contribué à l'avis des experts.

JUMBO A 7 BRAS

Avec la coopération du Musée National de Bloem-fonteîn, la zone tout entière fut passée au peigne finpour les vestiges préhistoriques et autres, et les restes desmorts de la guerre Anglo-Boer, 1899-1902, furent res-pectueusement déterrés et réinhumés à Béthulie, audessus du niveau maximum prévu du lac formé par lebarrage Hendrik Verwoerd.

Le premier ingénieur résident du Département desAffaires Hydrauliques au tunnel, Mr. W.J.R. Alexander adit du tunnel d'Orange Fish que c'était « 50 miles derisques et d'inconnues ». Hélas, ce fut fatalement vrai.Le tunnelling est l'une des formes les plus hasardeusesdes travaux de génie civil, et l'on doit se rappeler quemalheureusement, en dépit de l'application des mesuresde sécurité les plus rigoureuses, 102 personnes ont perdula vie dans la construction du tunnel - 18 sur le marché

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LEGENDPUTEAU B01D

ROUTE OF THE ORANGE-FISH TUNNEL

IUNORVAISPONT

ROUTE OF THE ORANGE FISH TUNNEL

1 95

de la prise d'eau, 54 dans la section profonde du puitsmédian (plateau) et 30 aux travaux de sortie. Le premierMinistre a, l'an dernier, inauguré une plaque qui commé-more le sacrifice des tunneliers. Certains de ceux quisont morts venaient de pays très éloignés. Le tunnel estleur monument permanent.

Ce tunnel est un excellent exemple de coopérationinternationale. Toutes les races qui ont participé à laconstruction sont fières de leur contribution à l'un desplus grands tunnels construits par l'homme. L'armée de5.000 travailleurs - au moment de l'effort de pointe -consistait en hommes de toutes les parties du monde -Afrique du Sud, Iles Britanniques, France, Italie,Portugal, Allemagne de l'Ouest, Espagne et Belgique. LesSud-Africains noirs étaient principalement des Xhosas etdes Rondos du Transkei. Les ouvriers de couleur ont étéemployés à des occupations semi-spécialisées et spéciali-sées, comme garnisseurs, travailleurs du bâtiment, opéra-teurs d'installations, conducteurs de poids lourds et em-ployés - principalement à des travaux de surface. Avectant de races mélangées, la communication était un pro-blème, et l'Anglais devient parfois la lingua franca sur leschantiers.

Il était important pour l'achèvement heureux duprojet que la façon dont le Département des AffairesHydrauliques (sous l'égide globale duquel le projet toutentier fut construit), les différents soumissionnaires, lesingénieurs conseils, les Chemins de Fer Sud-Africains, etles centaines de fournisseurs et autres corps associés à laconstruction du tunnel, coopéraient pour assembler enl'un des endroits les plus hors du commun d'Afrique duSud, tout le personnel, les matériaux et l'équipementnécessaires à une si vaste entreprise. Le triomphe dusavoir faire de l'Engineering et l'habileté du tunnelling sesont combinés pour marquer le tunnel d'Orange Fish dusceau du succès.

Le 29 Juillet 1963, une équipe du Département desAffaires Hydrauliques établit un camp sur la rive Sud del'Orange River en un endroit qui fut appelé Oviston. Il yavait beaucoup à faire jusqu'à ce que l'ordre decommencer les travaux sur le tunnel proprement dit soitdonné le 18 Janvier 1968. Dans une partie isolée, aban-donnée de l'Afrique du Sud, un réseau de routes et troiscités de construction devaient d'abord être prévus puisconstruites à partir de zéro pour fournir l'accès auxchantiers et aux quartiers des constructeurs du tunnel.

Pendant les six premiers mois de 1965, neuf marchésmajeurs furent adjugés pour la construction de loge-ments et de services auxiliaires dans les trois cités deconstruction, et pour la construction de 100 km deroutes goudronnées à travers le plateau de Suurberg, jus-qu'ici très peu peuplé. L'excavation du tunnel acommencé en Mars 1968. Ce fut le départ d'une aven-ture palpitante, qui ne devait pas être sans excitation nipéril.

Exemple typique des couches sedimentaires

DU TUNNEL,Le tunnel se trouve entièrement dans le bassin géolo-

gique de Karoo, et les roches appartiennent au systèmegénéral de Karoo, qui est le système le plus répandu enAfrique du Sud. La topographie reflète une structuregéologique de roches sédimentaires en couches horizon-tales, où viennent en tête les schistes verts, les limonsdurcis rouges pourpres et le grès gris, avec des intrusionsde nappes et de filons de dolerite, une des plus duresroches connues. La roche à travers laquelle le tunnel aété conduit consiste en 10 % de dolerite, 15 % de grès,15 % de schiste vert et 60 % de limon durci.

Les conditions géologiques dans le tunnel ont amenébeaucoup de problèmes préoccupants, et un certainnombre de mesures de sauvegarde ont dû être adoptées.Les limons compacts et les grès fins limoneux tendaientà être friables (fragiles, facilement émiettés) et la voûtedu tunnel, ou toit, a nécessité un renforcement sur laplus grande partie de la longueur du tunnel. Le toit dutunnel a été soutenu par des cintres, des boulons, dutreillis soudé ou du béton projeté, utilisés seuls ou encombinaison.

Des recherches antérieures indiquaient que l'eau sou-terraine pourrait être un problème dans certaines sec-tions du tunnel. Les eaux souterraines dans le Karoo -semi désert Sud Africain - se trouvent juste en dessous dela surface, et se rencontrent normalement dans lesforages de puits de fermes à des profondeurs de 10 à60 m. Etant donné la faible porosité et l'imperméabilitédes roches sédimentaires mentionnées plus haut, l'eausouterraine est principalement emmagasinée dans lesjoints et les fractures dans la partie supérieure altérée dela zone rocheuse, en dessous des alluvions (sédimentsdéposés par l'écoulement des eaux, comme dans un lit derivière), occasionnellement dans tes alluvions eux-mêmes,et le long des zones au contact des filons de dolerite. Defaçon inattendue, l'eau fut également rencontrée le longd'une zone de fissure abrupte dans la face Sud du puitsN° 2, s'étendant à des profondeurs plus grandes que lanormale, qui a causé l'inondation du puits en Août 1969(Voir DANGERS DE LA CONSTRUCTION).

L'Orange River est séparée du système de drainage dela Gréât Fish River par le plateau de la chafne de mon-tagne de Suurberg, qui s'élève à une hauteur de 500 mau dessus des plaines alluviales aux extrémités Nord etSud du tunnel.

La plaine du Nord est drainée par le Brak Spruit, auvoisinage de la prise du tunnel ; ce courant s'écoule dansle barrage Hendrik Verwoerd près d'Oviston. Le plateaucentral - en dessous duquel se trouve le gros du tunnel -commence à environ 15km au Sud de la ville deVenterstad et s'étend sur environ 25 km vers le Sud,avant de tomber de façon abrupte dans la vallée deBuihoek et les plaines du Sud autour du Teebus et duKoffiebus. Ces plaines sont drainées par la Teebus Spruitqui court dans la Gréât Brak River, qui est elle-même unaffluent de la Gréât Fish River.

DESCRIPTION GEMERALE DU TUNNELCe tunnel est long de 82.45 km (51.23 miles). Il court

en plein vers le Sud depuis une entrée, ou tour de prisesituée dans le lac du barrage Hendrik Verwoerd, à quel-ques mètres de la rive Sud de l'Orange River à Oviston ;à 25.7 km (16 miles) en amont du mur principal du bar-rage Hendrik Verwoerd à Orangekrag. Toute l'eau quipasse à travers le tunnel - en dernier lieu environ 25 % dudébit régulier de l'Orange River, sera détournée à traversla ligne de partage des eaux, et sera tirée du lac formépar le barrage Hendrik Verwoerd.

Vue générale pendant le creusement

Le tunnel court sous le plateau de Suurberg sur latotalité de sa longueur. Il a une pente de 0,5 pour millequi permet à l'eau de s'écouler à travers lui par gravitéde la prise jusqu'à la sortie. A aucun stade l'eau n'est« accélérée » de quelque manière que ce soit ; elles'écoule par son propre poids et son propre élan, soule-vant la crainte parmi les non initiés qu'elle pourraits'écraser avec une force destructive dans les ouvrages dela sortie (il est expliqué plus loin dans cette brochurecomment l'eau est « divisée » et sa force dissipée).

La seule évidence en surface de la présence du tunnelau cours de sa construction a été sept têtes de puitsimplantées à intervalles réguliers à travers le plateau deSuurberg. A l'achèvement final du projet, toutes les têtesde puits seront démontées. Les tonnes de déblais enle-vées du tunnel ont été disposées en monticules aplatisqui s'intègrent au paysage.

Avec le temps, il y aura relativement peu d'indices ensurface pour indiquer l'immensité de l'activité qui pen-dant sept ans a marqué la construction du tunnel.

Le tunnel se tient à des profondeurs variant de75.2 mètres au puits NO 1, à 378.2 mètres au puits NO 5.On fera varier l'écoulement de l'eau jusqu'à un maxi-mum de 57 m3/sec, suivant les phases d'augmentationdes besoins en eau. A sa décharge maxima prévue, levolume d'eau total sera lâché dans la Teebus Spruit,après qu'une partie ait créé de l'énergie électrique à l'ou-vrage souterrain au puits 7.

Le volume d'eau s'écoulant à travers le tunnel estcontrôlé depuis des chambres situées en souterrain aupuits 7, quelque 7 km au Nord de la bouche de sortie.Là, taillées dans la solide roche de dolerite, se trouve lachambre de contrôle, le hall des turbines, les dérivationsd'eau alimentant les turbines qui fabriquent de l'énergieélectrique, les puits de ventilation et le tunnel d'accèsincliné, en bas duquel des véhicules peuvent êtreconduits depuis la surface vers les ouvrages de contrôle.

Les portes d'entrée du tunnel sont installées dans latour de prise à Oviston. Un puits spécial avec une porte,situé à 1 km au Sud de la tour de prise, abrite une portede fermeture de secours. Une des portes de la tour et laporte de secours seront ouvertes lorsque le tunnel est enfonction, et ne seront bloquées en position fermée quelorsque des travaux d'inspection et de réparation serontnécessaires (après que le tunnel ait été vidé de son eau).

Une caractéristique curieuse du tunnel est qu'il est silong que la courbure de la terre a dû être prise en consi-dération dans sa conception. Des mesures spéciales ontété prises pour assurer l'exactitude des travaux dereconnaissance, qui auraient pu être affectés par deschangements dans le champ de gravité terrestre sur une sigrande longueur, où il est connu que des anomalies degravité se produisent. Une étude détaillée du ProfesseurLauf de l'Université du Witwatersrand a fourni les infor-mations de base nécessaires pour éviter cela et d'autreserreurs potentielles. A cause de la courbure de la terre, lecentre du tunnel sera environ 111 mètres plus loin ducentre de la terre que le milieu d'une ligne droite allantde l'entrée à la sortie.

Après leur long trajet à travers la ligne montagneusede partage des eaux, les eaux de l'Orange River émergentau pied du Teebus Kop, un jalon remarquable et inou-bliable qui incarne le paysage Sud Africain. LesVortrekkers (pioniers) d'il y a un siècle et demi pen-saient que le Teebus et la colline voisine, le Koffiebus ;ressemblaient tant aux bidons dans lesquels ils transpor-taient leur thé et leur café, qu'ils leur en ont donné lenom.

Étant donné que les travaux auraient été trop impor-tants pour qu'une seule entreprise les prenne en mains, leprojet a été divisé en trois sections, pour lesquelles troissoumissionnaires différents ont été désignés. Chaquesection avait son propre village de construction - Ovistonà la prise, Midshaft ( = Puits Médian) sur le plateau etTeebus à la sortie. Tous les villages de constructions, leschantiers et les points d'approvisionnement ont été reliésles uns aux autres et aux gares voisines du réseau desSouth African Railways par un réseau de routes gou-dronnées ; ces nouvelles routes ouvrirent à la circulationune partie de l'Afrique du Sud qui n'avait jamais étévisitée auparavant que par une poignée de fermiers sur leplateau de Suurberg.

Les travaux d'excavation ont été effectués à partirdes deux extrémités du tunnel et en deux attaques àpartir de chacun des 7 ponts, de telle façon que letunnelling progressait sur un total de 16. Le tunnel estrevêtu sur toute sa longueur avec du béton pour soutenirla roche, et pour accroftre la capacité de passage en pro-curant une surface lisse pour l'écoulement des eaux.

Tous les puits sont maintenus pour servir de puitsd'accès dans l'avenir, mais seront fermés à la surface pardes couvercles, qui ne seront enlevés qu'à des intervallespeu fréquents, lorsque ce sera nécessaire. Le puits 7,juste en amont des portes de commande, restera ouvertpour servir de puits d'équilibre qui débouche à la sur-face, permettant ainsi aux eaux de s'écouler sans dangerdans le cas où une quelconque soudaine fermeture descommandes souterraines causerait l'arrêt de l'écoulementde l'eau dans le tunnel si rapidement qu'une pressionélevée risque de se produire, forçant l'eau vers le haut dupuits.

L'accès incliné au puits 7, près de la bouche de sortie,est destiné à fournir au personnel d'exploitation unaccès rapide et facile aux ouvrages de commande et à lacentrale hydraulique. Un personnel permanent de main-tenance du tunnel sera stationné à la sortie du tunnel,(village de Teebus).

Le tunnel sera inspecté périodiquement pour s'assurerqu'il se comporte bien, et qu'aucune détérioration dubéton, due à une cause quelconque, ne demeure nondétectée. Dans ce but, un véhicule à propulsion diesel,pouvant marcher aussi bien en avant qu'en arrière (avecdeux postes de conduite) conçu spécialement, seraemployé pour parcourir le tunnel après fermeture deseaux à la tour de prise.

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La durée de vie du tunnel est estimée à 300 ans, etavec des soins appropriés, il n'y a aucune raison pour quecette durée ne soit pas dépassée. L'es générations succes-sives apporteront sans doute des améliorations et descompléments de temps en temps, au fur et à mesurequ'elles seront jugées nécessaires.

Pendant l'excavation, la ventilation du tunnel a étébasée sur le système de l'aspiration. De puissants venti-lateurs provoquaient une circulation rapide de l'air aufront de tunnelling. L'air était aspiré depuis le front àtravers des tubes suspendus au plafond du tunnel ou auxparois latérales. Un jet d'eau a été employé au front detunnelling après les explosions pour abattre la poussièreavant « marinage » (enlèvement des déblais de roche etdes débris laissés par l'explosion). La ventilation était sibonne dans certaines sections qu'il a été possible auxéquipes à l'œuvre de recommencer le travail au frontdans les 10 minutes après l'explosion.

L'£XCAVATiON DU TUNNELU ne attaque « pleine section » par la méthode

conventionnelle à l'explosif a été adoptée par les entre-preneurs pour l'excavation du tunnel. La méthode du« gros bouchon » a été généralement employée et leslongueurs des volées comprenant quelques 65 à 85 trousde mine, variaient selon les conditions de la roche de2.5 m à 3.5 m.

Des « jumbos » de foration montée sur rail, d'uneforme en portique, équipés de sept bras hydrauliques,ont été employés dans les sections centrale et de sortie.Des portiques équipés de façon semblable pour lemarché du côté de la prise, se déplaçaient sur une voie demarinage d'un gabarit de 1.1 m. Tous les entrepreneursont utilisé des pelles Conway 100-2, avec une capacité degodet d'environ 1 m3 pour charger le marin dans leswagonnets.

%

Vue du front de taille montrant le plan de tir - Les trous sontprêts à charger.

Généralement, deux trains de marinage, dont chaquetrain comprenait dix wagonnets de 15 tonnes, étaientnécessaires pour mariner une volée de 3 m. Les wa-gonnets, à la section côté prise, étaient changés par des« cherry pickers » hydrauliques et dans les sections cen-trale et de la sortie, par des aiguillages Californiens de90 m de long et des planchers glissants de 100 m de long.

Sur la section de la prise, les wagonnets étaient bas-culés latéralement dans une vaste benne de stockage,située en dessous du plancher du tunnel à la base dechaque puits incliné, et les déblais étaient alors trans-portés hors du tunnel par un convoyeur à bande dansdes silos d'acier surélevés, en surface.

Sur la section centrale, les fonds des wagonnets, pos-sédant une charnière à une extrémité, étaient ouvertsautomatiquement à la base du puits, permettant aumarin de tomber dans une importante benne de stockageen dessous du plancher du tunnel. Le marin était alorsalimenté à l'aide d'une chargeuse-peseuse dans desbennes de 6 tonnes, treuïllées à la surface et déchargéesautomatiquement dans des trémies logées dans l'en-semble de tête.

Sur la section de sortie, les wagonnets étaient retour-nés dans un déverseur entrafné hydrauliquement dansdes silos de stockage de 15 tonnes de capacité. Le marintombait alors dans des bennes à roche d'égal volume,treuillées à la surface et automatiquement vidées dansdes silos à déblais dans l'ensemble de tête. Sur les troissections, la roche excavée était déchargée des silos del'ensemble de tête dans des dumpers et transportée versles terrils.

Il a été nécessaire d'excaver le tunnel légèrement ensurdimension pour assurer un espace suffisant pour letunnelet l'épaisseur mmima requise du revêtement debéton. L'un des arts principaux du tunnelling en rocheest de maintenir la surexcavation (hors-profil) à un mini-mum, car l'enlèvement d'un excès de roche, qui doit êtreremplacé par du béton, augmente le coût de l'ouvrage.

oROBLEMïS O'E >? .C7AGELes balises marquant les positions des puits et des

entrées du tunnel furent exactement repérées par desmesures géodésiques. Initialement, les points des lignescentrales du tunnel ont été transférés à la base des puitspar de longs fils à plomb. Une fois que le tunnel avaitsuffisamment avancé pour fournir une ligne de based'une longueur fiable, les lignes centrales du tunnelétaient vérifiées par des observations au gyrothéodolite.Des lasers, installés à environ 900 m du front du tunnelont été utilisés pour le maintenir en ligne.

Des variations dans le champ de gravité terrestre (ano-malies de gravité) ont été observées le long du tracé dutunnel par la Reconnaissance Géologique d'Afrique duSud avant que la construction soit commencée. Sur lesavis du Brigadier G, Bromford du Royaume-Uni, destechniques spéciales de reconnaissance ont été adoptéespour minimiser les erreurs de nivellement que pourraientprobablement causer ces anomalies.

Les écarts observés entre les lignes de reconnaissanceau huit points de jonction se tenaient dans les limites de76 à 482 mm en ligne, et étaient de moins de 4 mm enniveau.LA "OU.~ Oti P'î S~ 3'"= AU

La prise d'eau, ou tour de commande de prise quiprend l'eau du barrage Hendrik Verwoerd dans le tunneld'Orange Fish est située sur la rive de la Province du Capde l'Orange River, près de la ville de Venterstad. A cepoint, le terrain élevé s'étend jusqu'à la rive du fleuve,formant un site idéal pour la tour de prise, puisqu'ellesera toujours accessible en hauteur, même lorsque le murdu barrage sera surélevé dans les années à venir à causedes dépôts de sédiments dans le bassin, élevant ainsi àson tour le niveau des eaux dans le lac. Au niveau actuelde colmatage dan1! le réservoir, on estime que la tour,telle qu'elle est maintenant construite, peut servir pen-dant environ 300 ans sans aucune reconstructionmajeure. La tour est reliée à la rive adjacente par ungracieux pont de béton avec des supports en forme de V.

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La tour de prise est un bel ouvrage de béton de sec-tion quadrilobée, c'est-à-dire que vue de dessus, elleressemble à un trèfle à quatre feuilles. Cette tour et sonpont d'accès sont tout ce que le public voit actuellementde l'entrée du tunnel sous ses pieds. Chacune des quatre« feuilles » abrite une porte. Les portes sont situées àdifférentes hauteurs, couvrant la fluctuation du niveaudes eaux dans le lac. Ainsi, en ouvrant la porte appro-priée, l'eau exempte de limon de la surface du lac peutêtre attirée dans la bouche du tunnel. Chaque entrée, ouprise, est munie de tamis pour empêcher les débris gros-siers d'entrer dans le tunnel.

Vue de la prise d'eau et du pont d'accès durant la construction

L'eau s'écoule à travers l'ouverture de la porte choisievers un puits central vertical dans la tour, sous laquelleelle tombe dans le tunnel. La conception des ouvrages dela prise a été vérifiée par des études hydrauliques etstructurelles sur maquette, effectuées en Afrique du Sud,en Allemagne de l'Ouest et dans le Royaume Uni. L'em-placement de la tour de prise a été déterminé par desessais sur maquette hydraulique, effectués sous la direc-tion du Professeur D.G. Midgley de l'Université duWitwatersrand à Johannesburg. La tour est placée en unpoint où l'écoulement curvilinéaire naturel du fleuvedéchargeant dans le réservoir réduit la quantité de sédi-ments à un minimum.

Initialement, la tour de prise tirera l'eau à quatreniveaux différents. Deux autres prises sont prévues, ellesse tiennent au-dessus du niveau maximum actuel deseaux du lac, et ne seront mises en opération que lorsquele mur du barrage sera surélevé (on ne s'attend pas à ceque ce soit nécessaire d'ici au moins 60 à 80 ans), lors-que les prises les plus basses seront colmatées par lelimon.

Une porte de secours est logée dans un puits situé àun kilomètre au Sud de la prise du tunnel. En cas d'ur-gence, cette porte serait fermée pour empêcher toutel'eau d'entrer dans le tunnel. Des puits de relâchementde trop plein et d'air sont situés à des intervalles d'en-viron 12 km sur la longueur du tunnel.

Ils procureront un accès au tunnel pour les travaux demaintenance. Le « robinet» ou mécanisme decommande des eaux qui commande le volume d'eaus'écoulant à travers le tunnel, est situé à l'extrémité Sud(Teebus) du tunnel.

Le puits incliné IM° 1, à quelques kilomètres au Sudd'Oviston, est un ouvrage permanent, conçu comme unegalerie d'accès pour les véhicules d'inspection et de main-tenance (un accès au tunnel avec des véhicules est égale-ment disponible à travers la bouche de sortie, sous leTeebus Kop, et en bas du tunnel incliné qui conduit auxouvrages de commande situés près du puits 7, où setrouve une autre galerie inclinée procurant un accès dansle tunnel principal ; cette galerie est munie d'une ported'acier étanche, qui est maintenue fermée lorsque letunnel est en fonctionnement.

LE REVETEMENT DU TUNNEL

La totalité de la longueur du tunnel est revêtue debéton. Ce revêtement lisse procure un effet hydrauliquemeilleur que ne le feraient des parois rudes, rocheuses.En premier lieu, le revêtement de béton sert à augmenterla capacité de passage du tunnel. De plus, il protège laroche de l'altération et des détériorations qui s'ensui-vent, et apporte un soutien physique à la roche danscertaines zones. Par ailleurs, il assure que les pertes pos-sibles d'eau par écoulement dans les formations souter-raines, qui sont généralement très imperméables, serontminimisées.

Le diamètre intérieur du tunnel revêtu de béton estde 5.33 mètres (aussi grand qu'un tunnel de chemin defer). Près de 2.1/2 millions de mètres cubes ae roche ontété enlevés de l'excavation du tunnel. Des avanceshebdomadaires maxima jusqu'à 138.3m ont étéatteintes.

Après que la totalité du tunnel ait été excavée, l'opé-ration de revêtement en béton fut effectuée 24 h sur 24,six jours par semaine. Une épaisseur minima de revête-ment de 230 mm a été appliquée partout, et un total de842.000 nr>3 de béton a été mis en place, ce qui en fait laplus grande opération dans son genre jamais menée àbien en Afrique du Sud. Des coffrages télescopiques enacier et un équipement pneumatique de mise en place dubéton ont été employés tout au long de l'opération.

C'était un impératif spécifié des travaux que le revê-tement devait avoir une finition lisse de façon à obtenirle maximum d'écoulement d'eau à travers le tunnel.

Les Chemins de Fer Sud-Africains et l'industrie na-tionale du ciment et du laitier ont joué des rôles clésdans l'approvisionnement et le transport de 14.000tonnes en vrac de ciment et de dérivés du laitier chaquesemaine par des trains de tankers sur rail de 40 tonnesvers les dépôts de trois petites gares de chemin de ferdans le Grand Karoo, puis par la route vers les silos destockage des entrepreneurs et les centrales à béton.

DANCERS OE CONSTRUCTIONLe 26 Août 1969, au cours d'opérations normales de

creusement, les entrepreneurs travaillant à une profon-deur de 110 mètres (360 ft) dans une section Sud dupuits 2 mirent à feu une charge qui donna le passage àune forte inondation tout à fait inattendue, qui ne pou-vait être contrôlée par les pompes du tunnel. Par bon-heur, il n'y eut pas de perte de vies humaines au momentde la ruée initiale des eaux qui s'élevèrent rapidement etinondèrent le tunnel sur une longueur de 1752 mètres etjusqu'à 18 mètres de la surface du sol. L'inondationatteignit un débit de 4.000 m3 à l'heure et le puits 2 dûtêtre temporairement abandonné.

L'aide de la Division de Reconnaissance Géologiquedu Département des Mines fut obtenue pour localiser lasource et l'étendue de la fissure aquifère. Beaucoup deforages exploratoires de surface furent effectués avantque le pendage et la direction de la fissure puissent êtredéterminés. Le tunnel inondé fut recouvert en forantune auréole, ou un halo, de trous verticaux et inclinés enanneaux concentriques depuis la surface du sol pourfaire l'intersection avec la fissure aquifère, qui fut alorsrendue étanche par l'injection d'un coulis de ciment.

Le tunnel fut alors asséché par pompage, et l'excava-tion du tunnel à travers la roche aquifère fut recommen-cée sous la protection d'auréoles de trous injectés decoulis, qui furent forés en avant de l'avancement dutunnel. Des forages exploratoires en avant du frontfurent largement accrus, mais par chance, il ne fut ren-contré par la suite que des fissures aquifères mineures.

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Des indications de la Reconnaissance Géologique fai-saient état que du méthane pourrait être recontré ensous-sol, et des mesures de sécurité semblables à cellesobservées dans les mines grisouteuses furent prises par lesentrepreneurs. En dépit de ces précautions, cependant,un incendie de gaz méthane éclata le 23 Octobre 1971,pendant le tri entre les puits 4 et 5. Les précautionsnécessaires pour contenir un incendie de méthane furentimmédiatement mises en vigueur en l'isolant, et bien quel'incendie ait continué de brûler avec force, le systèmede ventilation se montra adéquat dans le traitement desproduits de la combustion. Après que différentes mé-thodes d'extinction de l'incendie aient été soigneuse-ment examinées, il fut décidé que la « privation d'oxy-gène » était la meilleure tactique à adopter. Cela agit parle simple expédient d'enlever l'oxygène dans lequel ilbrûle.

Bouchon installé en prévision d'une inondation éventuelle

Une cloison de béton fut construite à 19 mètres dufront pour éteindre l'incendie par manque d'oxygène. Lazone de feu ayant été effectivement isolée et le feuéteint, l'espace entre la cloison et le front du tunnel futrempli de coulis de ciment, et les joints de la zone deroche environnante furent rendus étanches en injectantdu ciment à travers une auréole de trous de forationforés depuis l'extérieur du bouchon de ciment.

Après le creusement à travers la zone, des voussoirsd'acier furent érigés sur une distance de 16 m de chaquecôté du siège de l'incendie, et du béton fut mis en placeentre les voussoirs et la roche et à l'intrados (plancher dutunnel). D'autres trous furent alors forés radialementdepuis le tunnel pour intercepter toutes les fissurescontenant du gaz, qui furent bouchées par injection decoulis de ciment. Ultérieurement, cette zone fut contrô-lée par des détecteurs de méthane.LES ÉTAPES DE LA CONSTRUCTION

Les ennuis et les dangers de la conduite du tunnel ontété marqués de temps en temps, au cours des sept annéesde l'opération, par une série d'arrêts dans l'excavationentre les différents fronts de travail. Les dates principalesde franchissement - elles furent 8 en tout, marquant lesréunions des attaques conduisant du Nord et du Sud -furent le 13 Mars 1970, le 6 Juin, le 22 Juillet, le 1er etle 14 Décembre 1972 et le 7 Janvier, le 16 Février et le8 Mai 1973.

LES PROJETEURS DU TUWNEL

Pour faire le projet du tunnel sous la direction duDépartement des Affaires Hydrauliques, et pour super-viser tous ses aspects d'ingineering, les ingénieurs conseilsdu tunnel d'Orange Fish ont été regroupés dans l'Oftco.L'Oftco est un consortium comprenant Sir WilliamHalcrow & Partners, de Londres ; et Keeve Steyn &Partners de Johannesburg. Sir William Halcrow &Partners est une des firmes mondiales d'ingénieurs civilsspécialistes de la conception et de la construction detunnels de tous genres.LES ADJUDICATAIRES DU TUWNEL.

L'intérêt fut soulevé dans les sphères d'engineering dumonde entier lorsque le Département des AffairesHydrauliques d'Afrique du Sud annonça que le plusgrand tunnel hydraulique du monde - le tunnel d'OrangeFish, si longtemps discuté - allait être mis en œuvre.

Il fut estimé dès le début que le projet serait l'un desplus difficiles - si ce n'était vraiment pas le plus difficile -jamais entrepris en Afrique du Sud. Les vastes dimen-sions du projet dictaient la décision de diviser les travauxen trois marchés séparés. Aucun soumissionnaire indivi-duel ne devrait recevoir plus d'une section du tunnel.

En Décembre 1966, une liste de 12 soumissionnaireséventuels, pré-qualifiés, choisis d'après une liste de candi-dats internationaux, fut publiée par le Département desAffaires Hydrauliques. Les documents d'appel d'offrespour la section de la prise furent publiés le 1er Mars1967, et les premières soumissions furent ouvertes le27 Juin 1967.

Le marché de la prise fut passé le premier pour assu-rer l'achèvement de la Tour d'entrée (de prise) pour ladate de captage du barrage Hendrik Verwoerd (c'est-à-dire la date à laquelle le barrage Hendrik Verwoerdcommencerait à emmagasiner de l'eau).

Le marché de la section de la prise couvrait laconstruction de 27.2 km de tunnel, la tour de prise d'eauà Oviston, et le pont d'accès à la tour. Le marché de lasection centrale, ou du Plateau, couvrait la constructionde 31.1 km de tunnel, et la section de sortie couvrait24.1 km de tunnel, les ouvrages de contrôle des eaux ensouterrain et la centrale hydro-électrique au puits 7, et lecanal de décharge dans le Teebus Spruit.

L'adjudication en Janvier 1968 du marché pour lasection de la prise, marqua le point culminant de qua-rante ans d'investigations et de planning, et fut un pas enavant vers la réalisation d'un rêve vieux d'un siècle, quiavait été tourné en dérision par beaucoup de gens.

Les trois consortiums et leurs responsabilités respec-tives sont :

SECTION DE LA PRISEBATIGNOLLES-CO.GEFAR-AFRICANBATIGNOL-LES, comprenant :(1 ) Société de Construction des Batignolles, de

France(2) Costruzione Général! Farsura-Cogefar, d'Italie(3) African Batignolles Constructions (Pty) Ltd,

d'Afrique du Sud.SECTION DU PLATEAU

ORANGE RIVER CONTRACTORS (Orco),comprenant :(1 ) L.T.A., de Johannesburg, Afrique du Sud(2) Boart & Hard Metals, de Johannesburg(3) Boyles Bros, Drilling Company, des États-Unis(4) Compagnie de Constructions Internationales,

de France

200

SECTION DE LA SORTIEJ.C.I. Dl PENTA (J.D.P.), comprenant :(1) Johannesburg Consolidated Investment C° (JCI)(2) Impresa Ing. Di Penta, d'Italie

Les consortiums qui ont réussi étaient, donc, composéscomme suit :

(1) Français - Italiens - Sud-Africains(2) Sud-Africains - Américains - Français(3) Italiens - Sud-Africains.Au fur et à mesure que chaque consortium progres-

sait dans la tâche qui lui était allouée, une émulationamicale, mais aiguë, se développait entre les trois grou-pes. C'était une rivalité qui mettait son orgueil d'abordet toujours dans le travail. Il y a peu d'ouvriers, de toutesles parties du globe, qui oublieront jamais les sept annéesde la plus harmonieuse bonne volonté, de soutien frater-nel et d'affection qui ont été la caractéristique si mar-quée de leurs vies dans le « veld » sud Africain.

QUELQUES STATISTIQUES

TUNNEL

Longueur totale :Section :

Revêtement de béton

Gradient :Capacité d'écoulementprévue :

82.45 km (51.23 miles)Revêtue de béton, circulaire eten fer à chevalDiamètre intérieur 5.33 m (17 ft6 in.)1 :2000 (dynamique)

a)Avec les eaux dans le barrage auniveau réduit actuel de pleinealimentation (4130 ft) : 48 m3/sb)Avec les eaux dans le barrage auniveau futur de pleine alimenta-tion (4180 ft) :57.1 m3/s

Volume d'excavation : 2 400 000 mètres cubes (3.1million de yards cubes)

Volume du revêtementde béton: 842000 mètres cubes (1.1

million de yards cubes)

TOUR DE PRISE ET PONT D'ACCESHauteur de la tour au dessus des fondations :

77,7 m (255 ft)Diamètre de la tour (extérieur) :

38 m (125 ft)Volume de béton employé :

34400 mètres cubes (45000 yards cube)

PROFONDEUR DES PUITSPuits no 1 - Vertical 73,5 m ( 247 ft)

1 - Incliné 69,2 m ( 227 ft)2 -Vertical 110,0m( 361 ft)3 -Vertical 192,5 m ( 632 ft)4 - Vertical 342,6 m (1124 ft)5 - Vertical 378,3 m (1241 ft)6 - Vertical 143,6 m ( 471 ft)

7 A - Vertical 83,0 m ( 272 ft)Puits de la porte n° 7 - Vertical 86,0 m (282 ft)Puits de la porte de vidange 86,0 m (282 ft)Puits de ventilation et de trop-

plein 33,6m(110ft)Volume d'excavation dans les puits du tunnel

51000 m3 (66700 yards 3)Volume de béton dans les puits du tunnel

10800 m3( 14000 yards 3)OUVRAGES SOUTERRAINSi. Chambre des vannes

Longueur hors tout :Largeur :Hauteur :Volume d'excavationVolume de béton :

2. Hall des turbinesLongueur hors tout :Largeur :Hauteur :Volume d'excavationVolume de béton :

3. Tunnel d'accèsLongueur :Section transversale :

Volume d'excavation :

64 m (210 ft)8.2 m( 27 ft)

14.3 m( 47 ft)10.000 m33.100 m3

28 m(14 m(17.7 m(6.000 m31.170m3

92 ft)46 ft)58 ft)

418 m(1.370ft)4.6 m ( 15 ft) de large4.6 m ( 15ft) de haut

11.700m3

90 1

Communiqué

Dans la mine de fer de DOMMARY-AMERMONT, laSociété INTRAFOR-COFOR a modifié la pente d'unedescenderie pour passer de 27 % à 33 %.

Pour le chargement des berlines de 1,5 m3 en 2 ou 3minutes, on a fait appel à la pelle KAMO tous terrains,qui évolue facilement sur les matériaux soulevés par lestirs de mines. Grâce à ses deux pattes et deux rouescommandées indépendamment par vérin hydraulique, lapelle s'adapte à toutes les configurations du terrain.

En travaux publics, cette pelle travaille courammentsur des pentes allant jusqu'à 100 % en face, et 80 % endévers, mais également dans des terrains boueux oumarécageux.

Le godet peut être remplacé par un brise-roche, genreMontabert 250 BH, ou Krupp, etc... Un marteau hydrau-lique genre Hydroville peut également être monté. Grâceà une prise hydraulique, un treuil de 3 tonnes s'adaptesur la pelle.

Le moteur de 35 CV, refroidi à l'air, consomme 25litres de gaz-oil par journée de 8 heures. La force depénétration de 3600 kg permet à cette pelle des perfor-mances d'autant plus intéressantes qu'elle évacue 5 à 7godets de 170 litres à la minute.

PREMIERE EXPOSITION DE TUNNELLING ALONDRES

La demande de places de stand dans l'expositionInternationale de Tunnelling '76 à Londres continue demonter et, à ce jour, environ les trois quarts de l'espacetotal disponible a été retenu ferme. La liste des expo-sants comprend des constructeurs de matériel duRoyaume-Uni et des firmes de réputation internationalede Norvège, Suède, Finlande, France, Suisse, Allemagneet U.S.A. qui exposent soit directement, soit par l'inter-médiaire de leur représentation en Grande Bretagne.

L'Exposition Internationale Tunnelling '76 occuperaune vaste surface de quelque 3 000 mètres carrés d'expo-sition couverte, et dispose en outre de 10 000 mètrescarrés à l'extérieur pour l'exposition des installationslourdes. C'est la première exposition à être présentée enGrande Bretagne spécifiquement pour les fabricants etles fournisseurs d'installations, de machines, de matérielset d'équipements de reconnaissance et d'exploration, etde services auxiliaires et d'entretien pour le tunnelling etl'excavation souterraine par tous procédés et pour toususages.

L'Exposition ouvre au Cunard International Hôtel,London W6, du 2 au 5 Mars 1976. Elle se dérouleraconcurremment avec le Symposium International —Tunnelling '76 au même endroit, l'un des plus nouveauxhôtels de Londres. Elle est organisée et présentée parChristopher Bradley Limited, 78, Vineyard Hill Road,Wimbledon Park, London SW19 7JJ.

Le symposium, organisé par l'Institution des Mines etde la Métallurgie avec le concours de la British Tunnel-ling Society, l'Institution des Ingénieurs des Mines et leLaboratoire de Recherches Routières et de Transport(Département de l'Environnement = DOE) sera ouvertpar le Très Honorable N.G. Carmîchael, M.P., Parlemen-taire Sous Secrétaire d'État, suivi par une lectured'ouverture par Mr. R J. Robbins, de la Société Robbins,Seattle, U.S.A.

Communiqué par Christopher Bradley

Le mardi 28 Octobre 1975 la société Jean LUTZ S.A.a organisé au NOVOTEL de Pau-Lescar une journéed'information et de démonstration des appareils deDiagraphie Instantanée qu'ils développent sous licencede la Société Nationale des Pétroles d'Aquitaine dans lesindustries non pétrolières.

Le programme de cette journée a été :Matinée : Information sur les appareils

— description des appareils - principe de fonctionne-ment (Diagraphie de Vitesse de Pénétration :DIAGRAFORDiagraphie de Percussion Réfléchie, d'AccélérationRéfléchie : VIBRALOG).

— exemples d'enregistrement obtenus en recherchedes vides, étude de carrières, études de sol, détec-tion de porosité, forage de reconnaissance à l'avan-cement, qualité des bétons etc...

— La diagraphie VIBRALOG : description du phéno-mène physique mesuré - principe de l'utilisation despercussions produites par le Wagon-Drill pour tirerune information sur une roche in situ.

Après-midi : Démonstration des appareils en fonctionne-ment sur un Wagon-Drill

Documentation

DOCUMENTATIONCette rubrique donnera la liste des article et les

renseignements concernant tes manifestations diver-ses intéressant les Travaux en Souterrain portés à Jaconnaissance du Directeur de la Publication.

Les articles mentionnés dans cette rubrique peu-vent être consultés au Secrétariat de Rédaction dela Revue : C,E»T.U, * 109, avenue Saint-Jean - 69672BRON.

Il est demandé à tous les lecteurs qui auraient con-naissance de publications récentes non mentionnéesconcernant tes travaux souterrains, de bien vouloiren faire part au Secrétariat de Rédaction.

U.S. natural gas terminal requires tunnel andtanker berths. World Construction/Juin 1975, p80-81,2 photos.

Construction dans la baie de Chesapeake d'unterminal de déchargement de gaz naturel reliéaux installations côtières par un ouvrage immer-gé de 1,6 km formé de 20 caissons, et unouvrage côtier de 335 m de long et 8,5 x 5,5 mde section construit en tranchée — Descriptiondes travaux.

K ESSLER E. - BINDSCHADLER H. - Verankerung vonDrahtseilen in Fels. Ancrage des câbles dans laroche. Schweizerische Bauzeitung vol 93, n° 26/26.6.75, p 408-411, 2 photos, 7 fig. 1 réf. biblio.

Dans une galerie creusée dans le granit essaid'arrachement sur des câbles d'ancrage de laroche — Caractéristiques des câbles et de leurancrage (mortier de ciment), méthodes d'essaiset résultats.

La construction du métro de Lyon. Chantiersde France no 81/Juin 1975, p 1-20, 38 photos, 8fig., 2 tabl.

Historique du projet, caractéristiques de la 1èreligne qui comprend 10 km de tunnels situés enpartie dans la nappe phréatique, 50 cm sous leniveau du sol en suivant les rues, 15 stations et1 pont rail-route sur le Rhône de 187 m de long— Réalisation des travaux : les tunnels sontcreusés à ciel ouvert entre des palplanches oudes parois moulées pour 70 %, ou par reprise ensous-œuvre sous dalles de couverture entre desparois de panneaux préfabriqués — Mise horsd'eau de la fouille par injection et radier enbéton immergé — Réalisation du cadre en bétonet de la dalle de couverture, étanchéité —Caractéristiques des différents chantiers, maté-riels utilisés.

LANCASTER-J ONES P.F.F. - Problems of shaft-sinking. Tunnels & Tunnelling, vol 7, nO4/Juil-let-Août 75, p 26-8, 1 fig., 1 photo, 4 réf. biblio:

De nombreux puits verticaux ou inclinés ontété creusés récemment — Les principales diffi-cultés sont dues au creusement en mauvaisterrain et aux venues d'eau — Pour lutter contreles venues d'eau, rabattement de nappe parpompage, étanchéisation par injection de ci-

ment ou congélation du sol — Soutènement dupuits par boulonnage, ou par mise en place d'uncuvelage au fur et à mesure du creusement —Exemples de réalisation pour les mines d'ord'Afrique du Sud : le fonçage des puits VanDyk (1947), Freddies North Shaft (1950) etWest Driefontein (1968) a été particulièrementdifficile.

Quelques aspects de deux importants chantiersdu centre de Paris — II L'excavation du forum desHalles et le'souterrain Berger. Le moniteur des T.P.et du bâtiment n«31/2 Août 1975, p 15-18, 4photos.

Réalisation de 1100m de parois moulées (défi-nitives) ou berlinoises (provisoires) — Méthodede construction de la paroi moulée, injectionsd'étanchéité pour la partie située dans la nappephréatique — Problèmes posés par l'évacuationdes déblais de la fouille au centre de Paris :utilisation de camions, mise au point d'unprocédé de nettoyage de ces camions — Lesouterrain Berger de 400 m de long à 2 voies decirculation — Pour une partie construite dansune rue étroite mise au point d'une méthodepermettant la construction du souterrain sansinterrompre totalement la circulation — Des-cription des différentes méthodes de construc-tion utilisées.

L OMBARD G. - Travaux en plongée dans la réalisationd'un ouvrage de traversée du métro sous la Seine.Cahiers des Comités de Prévention du Bâtiment etdes TJ?. no 3/1975, p 116-124,6 photos, 3 fig.

La jonction des lignes 13 et 14 du métro deParis traverse la Seine dans des caissons préfa-briqués échoués dans une souille creusée entravers du lit du fleuve — Description généraledes travaux d'exécution de la souille, et deconstruction et de préparation des caissons àimmerger — Le travail des plongeurs consiste enla réalisation des appuis des caissons au fond dela souille ,puis au bon positionnement de cescaissons lors de leur échouage, et à l'exécutiondes joints entre caissons .

Repair and reconstruction of thé tunnels atTarbela. Water Power and Dam Construction, Juin-Juillet 75, p 254-7, 12 photos.

203

Les effondrements des tunnels 1 et 2 du barrageTarbela au Pakistan devront être réparés avantla saison des pluies (août 75) — Problèmes poséspar les difficultés d'accès et surtout l'instabilitédes matériaux effondrés et les difficultés pourévaluer exactement les dégâts — Méthodes utili-sées pour réaliser les travaux le plus rapidementpossible.

DES ET DES

A TKINSON J.H. - B ROWN E.T. - POTTS M. - C ollapseof shallow inclined tunnels in dense sand. Tunnels& Tunnelling, vol 7, nO 3/Mai-Juin 75, p 81,84,87,3 fig., 2 photos, 6 réf. biblio:.

Étude en laboratoire de la stabilité de tunnelsnon encore revêtus, creusés dans du sable —Description du modèle, étude théorique del'équilibre initial et de l'équilibre final.

sous-œuvre — Jonction des lignes 13 et 14 etpassage de la ligne 14 sous le boulevard périphé-rique.

FRANÇOIS M.C. - La jonction des lignes 13 et 14 de laRATP. Construction n° 4/Avril 75, p 97-105,3 fig10 photos.

Description de l'ouvrage : 452 m de galerie divi-sés en 3 lots de travaux (une station entre 2galeries) — Études géologiques — Descriptiondes chantiers : creusement sous la dalle du par-king Champs Élysées puis à l'abri d'un bouclierde lances mu par vérins, une partie de la stationest creusée à ciel ouvert à l'abri d'une paroiberlinoise, la partie souterraine est creusée àpartir de 3 galeries (à l'emplacement des culéeset de l'axe de la voûte), la deuxième galerie estcreusée à section divisée dans un terrain conso-lidé.

B AAR C.A. - Expériences from thé driving of théTauern tunnel. Rock Mechanics (Aut), vol 7,no 2/Juin 75, p 121-124, 6 réf. biblio.

Discussion de l'article concernant les déforma-tions de terrain rencontrées après le creusementdu tunnel du Tauern — II existe plusieursthéories sur l'apparition et l'évolution des dé-formations après l'excavation d'ouvrages souter-rains, et chaque cas étant un cas particulier, onpeut difficilement être certain de la fin del'évolution.

F EBRES-CORDERO E. - MESRI G. - Influence of test-ing conditions on creep behaviour of clay. Reportno FRA-ORD & D-75-29, nov 74, Department ofTransportation Fédéral Railroad Administrationdistribué par NTIS, Springfield Virginia 22151,232 p, 120 fig. 75 réf. biblio., 4 tabl.

Les excavations souterraines provoquent unchangement de l'état des contraintes du sol cequi crée des déformations — Des soutènementssont nécessaires pour lutter contre ces déforma-tions qui sont plus ou moins importantes selonla nature du sol — Un programme d'essais a étéréalisé sur différentes argiles pour étudier lefluage des roches — Description des matériels etméthodes d'essais — Analyse des résultats, dé-termination expérimentale des paramètres B, |3et X de l'expression analytique des contraintes(formule de Semple).

BOUGARD J.F. - Extending thé Paris Métro. Tunnels& Tunnelling, vol 7, n°3/Mai-Juin 75, p 4346,48,6 fig., 3 photos.

Caractéristiques du métro parisien et des ter-rains rencontrés — Actuellement, plusieurs sec-tions sont en construction, dont Chatelet-Garede Lyon : études géologiques, creusement à lamachine Robbins, caractéristiques de la machi-ne, organisation du chantier — Pour la sectiongare de Lyon-Nation soutènement par tubesenfoncés de 20 à 30m en avant du front detaille dans le sable — Pour l'extension de la ligne13 choix de la méthode par tranchée couverteavec parois préfabriquées et creusement en

La jonction sous la Seine des lignes 13 et 14 dumétro de Paris — II. Transformation de la stationInvalides. Chantiers de France n° 80/Mai 75,pi-10,18 photos, 5 fig.

Caractéristiques de l'ancienne station « Invali-des » et de la nouvelle — Sujétions dues aumaintien du trafic pendant les travaux — Lesouvrages annexes : chambre de triage PTT, col-lecteur — Études géologiques et hydro-géologi-ques — Les différentes phases et méthodes deconstruction : la plus grande partie des travauxa été réalisée à ciel ouvert, l'aménagement d'untunnel a été réalisé en souterrain par démolitionde la voûte et reconstruction, le terrain étantconsolidé par injection — Organisation duchantier.

Le tunnel autoroutier de Cimiez à Nice.Chantiers de France nO80/Mai 75, p 25-36, 9photos, 10 fig.

Le tunnel de Cimiez est construit sur l'autorou-te urbaine sud de Nice — Tunnel de 477 m delong à 2 tubes dont un seul sera construit enpremière phase, de grande section (200 m2excavés) creusé sous faible couverture en villemauvais terrain — Travaux divisés en 5 zones enfonction de la nature du sol donc de la méthodede construction à utiliser — Méthodes decreusement utilisées dans chaque zone : pourles zones 1 et 2, creusement de 4 galeries(2 galeries latérales, 1 galerie de faîte, 1 debase) avec bétonnage des culées et élargissementselon la méthode utilisée pour le tunnel sousFourvière, la zone 3 est creusée à 1/2 sectionpar machine à attaque ponctuelle, caractéristi-ques de la machine, soutènement — La zone 4est excavée à partir de 2 galeries latérales et 1galerie de faite — La zone 5 comprend lesbâtiments d'exploitation à cheval sur les 2tubes — Précautions prises contre les risques deglissement de terrain.

Underwater tunnelling in Dubai... without ahait to shipping traffic. World Construction/Juin1975, p 48,1 photo, 1 fig.

Réalisation d'un tunnel de 560 m de long sousla baie de Dubai sans interrompre la navigation

204

— Pour cela, creusement d'un canal provisoiresur la rive côté Diera — Construction du tunnelen tranchée à l'abri d'un batardeau par assem-blage d'éléments préfabriqués avec joints tousles 18m dans une souille draguée en travers dela baie — Rétablissement de la navigation etconstruction des accès.

Tunnels are first phase of japanese railwayexpansion. World Construction/Juin 75, p 57-58,4photos.

Au Japon 22 % des 496 km de la ligne ferro-viaire de Tohoku et 40 % de la ligne Jyoetsusont en tunnels — Le tunnel Ichinoseki de9,7 km de long est construit en commun par 4entreprises — Méthodes et matériels utilisés,ainsi que pour le tunnel Arikabe n° 2.

AMARAL L.R. - FROBENIUS P. - Const ruct îng thétunnel for thé Sao Paulo subway. World Construc-ting/Juin 75, p 59-60,62, 2 fig.

Creusement sous faible couverture en mauvaisterrain aquifère — Le passage sous de nombreuxbâtiments impose un tassement très faible —Choix du creusement sous air comprimé à l'aided'un revêtement préfabriqué (9 segments paranneau) dans la queue du bouclier — A l'appro-che des stations le creusement sous air compri-mé n'est plus possible et le sol est consolidé etétanchéisé par injections.

S-Bahntunnel Hamburg im Vorpressverfahren.Construction du tunnel du métro par fonçage hori-zontal à Hambourg. Schweizerische Bauzeitung,vol 93, no 26/26.6.75, p 411-414, 5 photos, 3 fig.

Le métro de Hambourg comporte 5,85 km detunnel dont les 4/5 sont construits par laméthode du fonçage horizontal — Étude duprojet - Préfabrication des éléments de tunnelde 5,70 m de long, leur étanchéité (l'ouvrage estcreusé dans la nappe phréatique), leur fonçage.

HARLE B.A. - O'RORKED.I. - Under thé Tyne again.Tunnels & Tunnelling, vol 7, n« 4/Juillet-Août 75,p 66-70, 5 photos, 2 fig.

Creusement sous la Tyne pour les égouts, ouvra-ge de 3,2 m de diamètre, 448 m de long entre 2puits de 4,60 m de diamètre et 50 m de profon-deur — Géologie (argile et sable aquifères sur dela roche fracturée), fonçage du puits sud par laméthode du caisson, fonçage du puits nord sousair comprimé — Creusement de la galerie àpartir du puits nord à l'abri d'un bouclier à aircomprimé à l'aide d'une machine à attaqueponctuelle, montage du bouclier - Creusementde 125m de galerie à l'explosif à partir dupuits sud, dans du grès - Revêtement par cuve-lage en fonte, avec injection.

LUCEAU P. - KUPAS E. - L'aménagement de lachute de Brommat II. Cahiers des Comités dePrévention du Bâtiment et des TJP. no 3/1975,p 134-139, 7 photos.

Cet aménagement situé sur la Tuyère comprendle barrage de Labarthe, une usine souterraine etplusieurs kilomètres de galeries et puits —Méthodes de construction de la galerie d'ame-

née (1600 m de long, 66 m2 de section), del'usine souterraine (55x16x37 m) et de ses ac-cès et de la conduite forcée (puits de 211 m) —Dispositifs et consignes de sécurité.

ROCHEFORT H. de - Le doublement du tunnel auto-routier de St Cloud. Le Moniteur des T.P. et duBâtiment, n° 34/23.8.75, p 57-61, 4 fig. 3 photos.

Auscultation et renforcement de la voûte dupremier tunnel — Caractéristiques et tracé dunouvel ouvrage : en partie construit en tranchéecouverte et en partie creusé dans des calcairesfracturés — Méthodes de réalisation des travaux— État d'avancement.

PKTERSON c. - HERRICK l. - Spiral blast tunnellingmachine allows continuous work at thé face.World Construction/Juin 1975, p 52-55, 1 figure.

Le principe du creusement par tir en spirale estle suivant : les trous axiaux sont forés suivantdes rayons, sur le même rayon les trous ont lamême profondeur, et cette profondeur augmen-te d'un rayon au suivant, les tirs se font rayonpar rayon - Les déblais étant de faible impor-tance à la fois, il a été envisagé de réaliser unemachine où le forage, le tir et le marinagepourraient se faire simultanément et continuel-lement dans des zones différentes, un boucliermobile isolant la zone de tir — Essais de mise aupoint d'une telle machine.

FREIDEMANN - MULLER - Nûrnberg underground.Tunnels & Tunnelling, vol 7, n° 3/Mai-Juin 75,p 75, 77, 79, 2 fig., 2 photos.

Creusement de 2 tunnels parallèles de 1 km delong sous la ville de Nûrnberg - Caractéristi-ques des ouvrages — Études géologiques (sableet grès) et hydrogéologiques - Méthodes deconstruction : utilisation de la nouvelle métho-de autrichienne, ou creusement des 2 tunnelssimultanément à l'aide de machines foreuses àboucliers — Caractéristiques des machines.

FOURMAINTRAUX D. - Quantification des disconti-nuités des roches et des massifs rocheux. RockMechanics (Aut), vol 7, no 2/Juin 75, p 83-100, 19fig. 28 réf. biblio.

Étude des discontinuités de la roche à l'échellede l'échantillon puis à l'échelle du massif ro-cheux — L'analyseur de texture permet de dé-terminer rapidement l'indice de qualité de laroche (porosité et microfissures) — Une utilisa-tion pratique de l'étude des discontinuités desmassifs rocheux est l'analyse des performancesdes machines foreuses : alors que les disconti-nuités de grande ouverture sont défavorables(pics cassés) les discontinuités d'ouverture infé-rieure à 5 cm améliorent le rendement de lamachine.

2 0 5

HURLBURT G.H. - CROW S.C. - LADE P.v. - Experimentsin hydraulic rock cutting. Int. J. of rock mech &Min. Sci & Geomech. Abst, vol 12, no 7/Juillet 75,p 203-212, 14 fig. 6 photos, 6 tabl., 8 réf. biblio.

Étude de la fragmentation de la roche par jetd'eau à haute pression au laboratoire sur deséchantillons de 4 roches différentes (2 grès et 2granits) — Étude des caractéristiques de cesroches (perméabilité, porosité, résistance à lacompression, dimensions des grains...) — Essaisde découpage, matériels et méthodes - Influen-ce de la profondeur de la rainure sur la pressionet le diamètre du jet, sur la vitesse de pénétra-tion - Comparaison entre les études théoriqueset expérimentales.

FuN-DEN WANG - ROBBINS R. - OtSEN - Feasibilitystudy of hydraulic jet kerfing to improve théefficiency of mechanical dise cutting. ReportnODOT-TST-75-66, sept 74, US Department ofTransportation Office of thé Secretary, distribuépar NTIS, Springfield Virginia 221,51, 57 p, 25 fig.14 photos, 7 tabl.

Série d'essais réalisés sur du granit et du marbrepour déterminer les possibilités d'améliorerl'efficacité des outils à disques des machinesforeuses, en réalisant des rainures très étroitesdans la roche par un jet d'eau à haute pressiondevant l'outil - Matériels et méthodes d'essais— L'association jet d'eau-outil à disques estbeaucoup plus efficace que l'outil ou le jetd'eau seuls.

-iVlAFJ

S-Î3ÉTOWPROJI-TÉ

ne pour la réalisation d'une section de métrod'environ 600 m à Bochum — Les avantagessont un meilleur contact terrain soutènement,la limitation des déformations de terrain parune mise en place rapide après le creusement, etla possibilité d'un meilleur contrôle des défor-mations dans le temps — Mise en place du bétonprojeté, importance de la précision de sacomposition.

ETET DES REVETEMENTS

Von dcr AU.- Tunnel linings : comparative designs andcosts. Tunnels & Tunnelling, vol 7, n° 3/Mai-Juin75, p 88-90, 92, 94, 8 tabl., 1 fig.

Étude du système Bernold de revêtement et deses possibilités d'adaptation aux classes de ter-rain (tôle plus ou moins épaisse, épaisseur debéton projeté plus ou moins grande) — Compa-raison coût-performance avec les autres métho-des de soutènement — Le système Bernoldparaît le plus avantageux.

SCHMiTT G.P. - BRETH H. - T r a g v e r h a l t e n undBemessung von Einfach verankerten Baugruben-wànden. Comportement et dimensionnement desparois de fouilles à ancrage simple. Strasse BrùckeTunnel, no6/Juin 75, p 145-152, 21 fig., 1 tabl.,13 réf. biblio.

Détermination des surfaces de glissement d'unmur ancré, étude des pressions de terrain —Étude théorique de la valeur limite de la forced'ancrage, étude sur modèle : caractéristiquesdu modèle, déroulement des essais - Résultats :bases des projets et diagrammes de calcul desparois ancrées.

DAHMS J. - Le béton projeté. Construction n° 4/Avril75, p 115-121, 6 fig., 2 tabl. 1 photo.

Traduction d'un article allemand paru en 1973— Domaines d'emploi du béton projeté (il nenécessite pas de coffrage, se prend très rapide-ment et fait corps avec son support), sa compo-sition et ses caractéristiques, sa mise en œuvre —L'utilisation du béton projeté étant de plus enplus courante, des études de normalisation sontnécessaires.

RYAN T. — Steel fibres in gunite-an appraisal. Tunnels& Tunnelling, vol 7, n° 4/Juillet-Août 75, p 74-5,2 fig. 2 photos.

La gunite renforcée de fibres métalliques peutêtre projetée avec le même matériel que lagunite ordinaire, sa résistance est nettementaugmentée, mais le rebondissement des fibresest important et la couche est moins compacte(augmentation de la porosité) — Domainesd'emploi — Le travail de projection est dange-reux et nécessite une bonne protection desouvriers.

Crawler cutter plus shotcreting protect environ-ment, eut costs. Construction Methods & Equip-ment, Juillet 1975, p 76-7, 3 photos.

Utilisation de la Nouvelle Méthode Autrichien-

HABBERSTAD S.L. - THOMPSON R.R. - BATES R.C. -WALLACEG.B. - Using pumpable fiberglass rein-

forced rock bolts for tunnelling ground control.World Construction/Juin 1975, p 45-47, 3 fig.

Essai de remplacement des boulons d'ancragemétalliques par l'injection à faible pression dansles trous de boulonnage d'un mélange de résinesà prise très rapide après y avoir introduit desfaisceaux de fibre de verre à l'aide d'un tubequi servira aussi à l'évacuation de l'air lors del'injection de la résine - Ces boulons ont unerésistance à la traction nettement supérieure àcelle des boulons classiques — Étude du matérielmis en œuvre pour réaliser ce type de boulon-nage.

WiLD M. - ISENDAHL H. - Beitrag zur Entwicklungverformungsfâhiger Tunnelringe aus Gusseisen mitKugelgraphit. Contribution à la mise au point desanneaux de tunnels susceptibles de déformation enfonte à graphite sphérique. Strasse Briicke Tunnel,no 7/1975, p 175-182, 7 fig., 9 photos, 4 tabl., 7réf. biblio.

Étude faite pour le revêtement du nouveautunnel sous l'Elbe — Étude préliminaire duprofil des éléments de voussoir eit de ses caracté-ristiques, choix du matériau — Études sur modè-le réduit : essais d'écrasement — Déterminationdu meilleur profil par la méthode des éléments

2 0 6

finis (profil plié) et vérification sur modèleréduit.

d'un cuvelage en fonte bloqué au terrain parinjection de béton.

INGERSOLL R. - Tough tunnelling through busy cityis eased by modified machines, methods. Construc-tion Methods & Equipment, Juillet 75, p 62-3, 6photos.

Mise en place de 1300m de canalisation enbéton armé de 4,9 m de diamètre dans lesous-sol de Cologne composé à la fois de blocsrocheux et d'argile et de gravier - Utilisationd'un bouclier contenant une machine typejumbo et déplacé par des vérins — Mise en placedu revêtement en anneau par fonçage horizon-tal avec stations intermédiaires de poussage tousles 3 ou 10 éléments.

FRANÇOIS M.C. Une application de la technique decongélation des sols — La traversée du Mont-d'Or.Construction n°4/Avril 75, p 124-125.

Traversée de 60 m de trias écrasé aquifère pourla réalisation de l'aménagement hydroélectriqueHongrin Léman en utilisant la technique de lacongélation des sols — Étude géologique, exécu-tion des forages à partir d'une chambre excavée

• aux abords immédiats de l'accident, congélationdu sol et creusement de la première phase -Une deuxième phase de forage est réalisée àpartir d'une chambre située dans la zone decorgneuilles écrasées — Cette opération a étéparticulièrement délicate — Revêtement de lagalerie — Contrôles au cours de l'exécution destravaux.

BOUGARD J.F. J ANIN J. Paris Metro's new techni-ques reduce subsidence in soft ground tunneling.World Construction/Juin 75, p 64-66,4 fig.

Le creusement en mauvais terrains, dans lanappe phréatique, de nouveaux souterrainspour le métro de Paris a nécessité l'emploi denouvelles méthodes de soutènement pour limi-ter les tassements : injection du sol (à l'aide detuyaux perforés), blocage au sol du soutène-ment métallique par vérins pour lutter contre ladécompression après le creusement, excavationà l'abri d'un bouclier formé de tubes métalli-ques profondément enfoncés dans le front detaille — Injection de blocage du revêtement ausol.

GRIEVES M. Shaft sinking at Boulbymine. Tunnels& Tunnelling, vol 7, n° 4/Juillet-Août 75, p 32-34,2 photos, 1 fig.

Creusement d'un puits après congélation du sol— Réalisation de la congélation : creusement de28000 m de forage, mise en place des tubes decongélation, centrale de congélation, contrôle,creusement — En fin de creusement apparitionde venues d'eau malgré une congélation conve-nable du terrain qui a été combattue par la miseen place rapide d'un revêtement métalliquesoudé avec injection entre le revêtement et leterrain — Le puits no 2 est creusé par étapesaprès consolidation du sol par injection, revêtu

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2 0 7

TITRE PREMIER

DENOMINATION OBJET DUREE

AssociationFrançaise

des Travauxen Souterrain(A.F.TE S.)

Association déclaréesous le régime

de la Loi de 1901(J O du 7 janvier 19723

Article Premier — H est fonde entre les adhérents aux présentsstatuts une Association régie par la loi du 1 juillet 1901 et ledécret du 16 août 1901 ayant pour dénomination « ASSOCIATIONFRANÇAISE DES TRAVAUX EN SOUTERRAIN - et pour abréviationA P T E S

Article 2 — L Association qui se propose de grouper les organismesdes administrations et les professions concernes par la réalisationde tous ouvrages en souterrain quel que soit le mode de constructionou ! utilisation a pour objet de faire progresser la connaissance enmatière de travaux souterrains dans tous (es domaines scientifiquestechniques juridiques et administratifs économiques et sociaux envue de ! abaissement des prix et des délais d exécution des ouvragespour en faciliter le développement

L Association exerce toutes les activités concourant a cet objet etnotamment

a) L information et la documentation de ses membres sur la based une terminologie commune a établir

b) La concertation en vue de définir des objectifs de rechercheset de développement de promouvoir des essais de matériels et deprocèdes et d en tirer des conclusions et recommandations

c) La participation aux instances Nationales et Internationalesconcernées par les travaux souterrains

Article 3 — A cette fin 1 Association réalise une concertation laplus étroite possible entre— les organismes des Collectivités Etablissements Publics Sociétés

Nationales— et les personnes morales ou physiques concourant aux travaux souter

rams tels queentreprises de travaux de construction et de traitement des solsconstructeurs de matériels Bureaux d études Ingénieurs ConseilsArchitectes Géologues et Geotechmctens Laboratoires et (nstituts de recherche Organismes de contrôle technique Etablissements d Enseignement Sociétés savantes

Article 4 — Le Siège de I Association est *ixe a PARIS 11 pourraêtre transfère en tout autre lieu par simple décision du Conseild Administration qui devra être ratifiée par ' Assemblée Générale

Article 5 — La durée de I Association est illimitée Elle pourraêtre dissoute par anticipation dans les conditions prévues auxstatuts

Article 6 — L année sociale commence le 1 janvier

TITRE DEUXIEME

COMPOSITION DE L ASSOCIATIONArticle 7 — L Association se compose1o de membres collectifs personnes morales constitues par les

divers organismes publics et prives mentionnes a I article 3Chacun de ces membres doit designer une personne physique pour

le représenter officiellement au sein de l Association en outre ilpeut designer un certain nombre de personnes susceptibles de participer aux travaux techniques de celle ci

2o de membres individuels personnes physiques susceptibles parleur notoriété et leur compétence de contribuer a la réalisation deses objectifs

3o de membres correspondants personnes morales ou physiquesagréées par ïe Conseil d Administration Ces membres correspondantsparticipent a la vie de I Association peuvent assister aux Assemblees Générales mais n y ont pas le droit de vote et ne peuventêtre membres du Conseil d Administration

Article 8 — Les demandes d admission doivent être adressées auPrésident de l Association Les admissions sont prononcées par leConseil d Administration

Les titres de Président d honneur et de Membre d honneur peuventêtre décernes par le Conseil d Administration a des personnes quilut rendent ou lui ont rendu des services signales ou qui se sontdistinguées par I emmenée de leur travail

Ces titres confèrent aux personnes qui les ont obtenus le droitde faire partie de I Assoc ation a titre de membre individuel sansêtre tenues de payer une cotisation

Article 9 — La qualité de membre de I Association se perd par1 La démission2 Le décès (pour les personnes physiques}3 La cessation d activité ou la dissolution [pour les personnes

morales)4 La mise en règlement judiciaire ou en liquidation de bien (pour

les personnes morales)5 Par I exclusion

Le Conseil d Administration peut par décision motivée prise aprèsque I interesse aura été préalablement invite et par lettre recommandée a se présenter devant le Bureau pour y fournir ses explications prononcer I exclusion d un membre de l Association

Les motifs d exclusion sont— Le non paiement des cotisations pendant deux années deux mois

après un dernier avertissement par lettre recommandée resteInfructueux

— L" non resne^t des clauses statutaires ou toute atteinte auxobjectifs poursuivis par I Association

La démission ou la radiation d un ou plusieurs membres adhérentsne met pas fin a l Association qui continue d exister entre lesautres membres adhérents

TITRE TROISIEME

FONCTIONNEMENT DE L ASSOCIATIONArticle 10 — L Association est administrée par un Conseil respon

sable devant I Assemblée Générale et gérée par un Bureau assumantla permanence de sa représentation

SECTION 1 CONSEIL D ADMINISTRATIONArticle 11 — Le Conseil définit les activités de I Association

après avoir entendu le rapport du BureauArticle 12 — La composition du Conseil doit dans les conditions

fixées par le règlement intérieur— d une part respecter I équilibre entre secteurs publics et prives— d autre part assurer la représentation des différentes natures

d activitéLe Conseil se compose

— au minimum de neuf membres— au maximum de trente membres

Article 13 — Les membres du Conseil sont élus par I AssembléeGénérale pour une durée de trois années

Sont eligibles—^"Les personnes physiques représentant les membres collectifs et

proposes par eux— Les membres individuels

Les membres sortants sont reeligibles dans les condit ons fixéespar le règlement inteneur

L élection a heu a la majorité des deux tiers des membres présentsou représentes sous reserve que le nombre de suffrages exprimesreprésente au moins le quart du nombre total des membres

En cas de vacance le Conseil y pourvoie a titre provisoire Lenouveau membre entre en fonct on aussitôt mais sa nomination doitêtre soumise a la ratification de la prochaine Assemblée GénéraleOrd naire Son mandat expire a la même date que celui du membrequ M remplace

Article 14 — Le Conseil est investi des pouvoirs les plus étendussans restriction pour diriger et administrer I Association et faire ouautoriser tous les actes relatifs a son objet a I exclusion de ceuxreserves a I Assemblée Générale

11 établit notamment sur proposition du Bureau le règlement intérieur de I Association

II autorise le Président et le Trésorier a faire tous achats aliénations ou locations nécessaires au fonctionnement de I Associationdevant en rendre compte a I Assemblée Générale

Le Conseil se réunit au moins deux fois par an sur convocationdu Président ou en cas d empêchement de i un des vice présidentsdélègue ou enfin a la demande de la moitié de ses membres

H ne délibère valablement que si la moitié de ses membres estprésente ou représentée les décisions sont prises a la majoritédes voix celle du Président étant prépondérante

Les délibérations sont constatées par les procès verbaux transcrits&ur un registre spécial et signes du Président et du Secrétaire deséance

SECTION 2 BUREAUArticle 15 — Le Conseil élit en s,on sein un Bureau auquel II

délègue les pouvoirs qu il détient lui même de I Assemblée Gênéraie dans le cadre des statuts

Le Bureau du Conseil est composé comme suit— Un Président— Trois vice Présidents— Un Secrétaire General— Un Trésorier

Les membres du Bureau sont élus pour trois ans à la majoritésimple des membres présents ils sont reeligibles dans les conditions fixées au règlement intérieur

Article 16 — Le Président assure I exécution des décisions duConseil il peut être supplée par I un des Vice Présidents

Plus généralement il préside au fonctionnement régulier de I Assodation qu il représente en Justice et dans tous les actes de la viecivile II peut déléguer tout ou partie de ses pouvoirs a un ouplusieurs membres du Bureau

Article 17 — Le Secrétaire General assure sous I autorité du Près!dent Je fonctionnement général de I Association

11 adresse notamment les convocations pour les reunions duConseil de l Assemblée Générale ordinaire et éventuellement desAssemblées Générales extraordinaires organise I élection du Conseilet des membres du Bureau rédige les procès verbaux des séancesen assure la diffusion aux membres de I Association veille a tatenue des registres notamment du registre officiel prévu par I articlé 5 de la loi du 1 juillet 1901 conserve au siège de I Associaion avec la signature du Président et sa propre signature

11 propose a I approbation du Président et du Conseil le Règlementintérieur de fonctionnement de 1 Association

Article 18 — Le Trésorier assure le fonctionnement financier del Association et reçoit à cet effet du Conseil les pouvoirs necessaires notamment pour ouvrir au nom de I Association tous comptesauprès des Etablissements, financiers II établit les budgets bilanset comptes annuels et les présente a I Assemblée Générale

Article 19 — Le Bureau est assiste d un Comité technique dontles Membres choisis au sein de I Association parmi les representants des membres collectifs et les membres individuels sontnommes par le Conseil sur proposition du Bureau

Ce Comité a pour objet de procéder sous I autorité du Bureaua toutes études repondant a I objet social

/\ cet effp-t il constitue des groupes de travail éventuellementouverts a des personnes particulièrement qualifiées ne faisant paspartie de I Association

11 suscite et coordonne les activités des groupes rend compte auConseil de leurs travaux et propose toutes mesures jugées opportunes pour atteindre les objectifs fixes par le Conseil

SECTION 3 ASSEMBLEES GENERALESArticle 20 — Les Assemblées générales ordinaires ou extraordi

naires comprennent tous les membres de I Association elles sontconvoquées par lettre du secrétaire gênerai a chacun des membresun mois au moins avant la date fixée pour la reunion

La convocation doit comporter I ordre du jour arrête par le Conseil! es Assemblées Générales sont présidées par le Président de

l Association ou a défaut par I un des Vice Présidents délègue LeSecrétariat en est assure par le Secrétaire General

Dans les scrutins des Assemblées Générales chaque membrecollectif et individuel de I Association dispose d une voix

Les resolutions des Assemblées Générales sont adoptées à lamajorité des voix des membres présents ou représentes sauf en casde dissolution ou de fusion en cas de partage des voix celle duPrésident est prépondérante

Article 21 — L Assemblée Générale Ordinaire est annuelle sa dateet son ordre du jour sont arrêtes par le Conseil

L Assemblée Générale Ordinaire entend le rapport du Conseil sursa gestion et sur toutes autres actions ressortissant à I objet deI Association Elle doit examiner redresser et ratifier le bilan et lescomptes de I exercice écoule étudier mettre au point et approuverle budget de I exercice suivant prépares par le Trésorier et presentes par le Conseil Elle doit pourvoir a I élection et au renouvellement des membres du Conseil Plus généralement elle délibère surtoutes autres propositions inscrites a I ordre du jour et ressortissanta I objet de I Association

L Assemblée générale ordinaire délibère valablement quel que soitle nombre des membres présents ou représentes sous reserve desdispositions prévues a 1 article 13 ci avant

Article 22 — Les modifications de statuts ainsi que la dissolutionéventuelle de l Association ou sa fusion avec d autres organismesayant un objet analogue ne peuvent être envisagées qu a l initiativede la majorité des membres du Conseil elles doivent être ratifiéespar une Assemblée Générale Extraordinaire convoquée par le Secretaire General et comportant le texte de la proposition

L Assemblée Générale Extraordinaire ne délibère valablement que—îi le tiers au moins des membres de ï Association est représentéSi cette condition n est pas satisfaisante I Assemblée doit êtreconvoquée une nouvelle fois a quinze jours d intervalle au coursde cette seconde reunion elle délibère valablement quel que soitle nombre des membres représentes

En cas de dissolution de I Association I Assemblée GénéraleExtraordinaire doit également designer un ou plusieurs liquidateurset conformément a la loi déterminer I emploi qui sera fait de1 actif net après paiement des charges et des frais de liquidation

TITRE QUATRIEME

RESSOURCES DE L ASSOCIATIONArticle 23 — Les ressources de I Association se composent

a) des cotisations annuelles de ses membresb) des intérêts et revenus de ses biens et valeursc) des subventions et participations dont elle peut bénéficierd) des produits dont la perception est autorisée par la loi

Le montant des cotisations pour les membres collectifs les membresnJividuels les membres correspondants et les étudiants est fixépar le Conseil sur proposition du Trésorier

Article 24 — Le fonds de reserve comprend les économies réaliséess ir les ressources annuelles et ayant reçu cette affectation en vertud*une délibération de I Assemblée Générale Ordinaire Ce fonds dereserve peut être employé notamment en placements de valeursmobilières décides par le Conseil

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Géométrie, Exploitation, Ventilation, Urbanisme souterrain), et qui se sont réunis régulièrementdepuis 1972.

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Bulletin d'adhésion a l'AFTESJe, soussigné, demande mon adhésion à cette Association en tant que :

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Membre collectif (Cotisation 500 F)

Membre Individuel (Cotisation 100 F)

Etudiant (Cotisation 25 F)

et joins à ce bulletin le montant de ma cotisation s'élevant àpour l'année 1979, sous forme d'un chèque

bancaire à l'ordre de l'A.F.T.E.S. ou d'un virement postal aucompte ouvert au centre "LA SOURCE" sous le n° 3300700 aunom de "93 A.F.T.E.S.".Désignation de l'organisme ou de la personne Intéressée :(dans le cas d'un organisme membre collectif,prière d'Indiquer le nom et l'adresse du représentant)

Cette adhésion comprend le service de la revue

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109, Avenue Saint-Jean

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