PROJET DE FIN D'ETUDES

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Niveau: Secondaire, Lycée

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PROJET DE FIN D'ETUDES Les Travaux de bétonnage de la Galerie de Sécurité Rénovation du tunnel Maurice Lemaire CORDEIRO Emmanuel Spécialité Génie Civil Elève ingénieur de 5° année Juin 2006

  • méthode

  • description générale des travaux

  • cycle de production

  • tunnel

  • commission de la production et des echanges

  • travaux de bétonnage de la galerie de sécurité

  • outil

  • normes de sécurité établies


Publié le : mercredi 30 mai 2012
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Source : eprints2.insa-strasbourg.fr
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PROJET DE FIN D’ETUDES
Les Travaux de bétonnage de la Galerie de Sécurité
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Projet – Les Travaux de Bétonnage de la Galerie de Sécurité
REMERCIEMENTS 
  A l’issue de ce projet, je tiens à témoigner ma reconnaissance aux personnes qui m’ont permit de progresser dans mon étude et dans la rédaction de ce mémoire, en m’apportant leur aide précieuse. J’aimerai tout d’abord remercier l’entreprise BOUYGUES TP pour m’avoir donnée la possibilité de rencontrer et de travailler avec des personnes d’expériences et de qualité. Je voudrais exprimer ma reconnaissance à M.DUTEIL André, Directeur de chantier pour m’avoir accueilli sur le site du tunnel Maurice Lemaire durant ce projet de vingt semaines. Je souhaiterai également témoigner ma gratitude à mes tuteurs M.COMBE Bruno, Responsable production, et M.REGENASS Pierre, enseignant à l’INSA de Strasbourg, pour avoir contribué au bon déroulement de mon projet, pour m’avoir accordé leur confiance, pour leurs conseils et leurs aides précieuses. Je tiens également à remercier Mesdames MOUHOUBI Saïda et MAES Alexandra, enseignantes à l’INSA, et à Messieurs DAVRE Pascal, Ingénieur des Méthodes, et LEPETIT CEREL Yannick, Conducteur travaux Tunnelier, pour leur participation précieuse à l’étude de mon projet, et également à la rédaction de mon mémoire. Enfin, je souhaite remercier plus particulièrement Mlle. D’ADESKY Laure pour son soutien, et pour son aide précieuse à la rédaction de mon mémoire.  
 Juin 2006 – Cordeiro Emmanuel 
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Projet – Les Travaux de Bétonnage de la Galerie de Sécurité
SOMMAIRE
  INTRODUCTION .................................................................................................................... 3 PRESENTATION GENERALE ............................................................................................. 6 I/ PRÉSENTATION DU CHANTIER.............................................................................................. 6 1/ Introduction.................................................................................................................... 6 2/ Description générale des travaux..................................................................................6 3/ Description de la Galerie de sécurité ............................................................................ 7 II/ PRÉSENTATION DUGRUOEP................................................................................................ 9 1/ Groupe Bouygues ........................................................................................................... 9 2/ Bouygues Construction..................................................................................................9 3/ Bouygues Travaux Publics ........................................................................................... 10 ETUDE GENERALE............................................................................................................. 12 I/ IRODUCTIONNT.................................................................................................................. 12 II/ SYNOPTIQUE DES TRAVAUX DE REVÊTEMENT EN BÉTON................................................... 12 III/ PLANNING DE LANCEMENT DU REVÊTEMENT................................................................... 17 1/ Introduction.................................................................................................................. 17 2/ Première solution ......................................................................................................... 17 3/ Deuxième solution ........................................................................................................ 19 4/ Troisième solution........................................................................................................ 19 5/ Solution finale .............................................................................................................. 20 IV/ ETUDE SUR LAPPROVISIONNEMENT EN BÉTON............................................................... 22 V/ ETUDE SUR LA CONSOMMATION HEBDOMADAIRE EN BÉTON............................................ 23 VI/ LOCALISATION DES POINTS PARTICULIERS SUR LES OUTILS............................................. 25 VII/ REPLI DES ÉQUIPEMENTS LOGISTIQUES.......................................................................... 26 VOUTE EN BETON .............................................................................................................. 30 I/ DNPTIOCSIRE..................................................................................................................... 30 II/ L’OUTIL COFFRANT........................................................................................................... 32 1/ Sa conception...............................................................................................................32 2/ Le cycle de production ................................................................................................. 35 III/ PRCETPPSPSDE LLITUO............................................................................................. 38 1/ Procédure – Plans de Réalisation et de Contrôle ........................................................ 38 2/ Additif au PPSPS.......................................................................................................... 39 IV/ CALEPINAGE DES PLOTS DE BÉTONNAGE......................................................................... 41 DALLE INTERMEDIAIRE.................................................................................................. 44 I/ DCRESONTIIP..................................................................................................................... 44 II/ L’OUTIL COFFRANT........................................................................................................... 46 1/ Sa conception...............................................................................................................46 2/ Le cycle de production ................................................................................................. 47 III/ FERRAILLAGE DE LA DALLE............................................................................................. 50 1/ Le cycle de production ................................................................................................. 52 2/ PRC ET PPSPS de l’outil............................................................................................. 54 CONCLUSION....................................................................................................................... 56 BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................. 59 
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INTRODUCTION 
  Cette étude se situe dans un contexte de mise aux normes de sécurité des tunnels français critiques. En effet, suite à la tragédie du tunnel du Mont Blanc, la Commission de la Production et des Echanges a demandé de réaliser un diagnostic sécurité sur l’ensemble des tunnels de plus de 1000 mètres. Sur les trente neuf tunnels examinés, seuls quelques-uns ont véritablement été considérés comme dangereux. Le tunnel Maurice Lemaire, long de 6950 mètres, a fait l’objet de cette enquête, qui a mis en évidence une structure fragile due à sa transformation. Initialement ferroviaire, ce tunnel a été transformé à la demande du ministre Maurice Lemaire en tunnel routier pour devenir le plus long tunnel situé entièrement sur le territoire français. Cependant, aujourd’hui, sa structure n’est plus conforme aux normes de sécurité établies. Selon l’expertise faite, sa voûte ne résisterait pas à un incendie de poids lourd au-delà de dix minutes, et la ventilation serait inefficace, ce qui transformerait ce tunnel en piège mortel pour ses occupants. En outre, le tunnel pourrait être également susceptible à d’autres catastrophes importantes d’origine naturelle telles que les effondrements et l’invasion d’eau. La société Autoroutes Paris Rhin Rhône, concessionnaire chargé de l’exploitation du tunnel, a étudié les aménagements permettant une mise en sécurité du tunnel et de ses usagers. L’enjeu de ces aménagements porte exclusivement sur le renforcement de la sécurité, la vocation de desserte locale et régionale du tunnel restant inchangée. Parmi l’ensemble de solutions proposées par Autoroutes Paris Rhin Rhône, le choix de l’Etat s’est porté sur la construction d’une galerie de sécurité reliée au tunnel par des salles de transit tous les 400 mètres. Cette galerie permettrait ainsi la ventilation incendie et sanitaire du tunnel, mais également l’évacuation des usagers en détresses et l’accès des secours. Le creusement d’un second tunnel avait été proposé pour écarter ainsi tout accident frontal. Mais cette solution représentait un coût 4 à 5 fois supérieur. La société Autoroutes Paris Rhin Rhône a donc confié la réalisation de la galerie au groupement Bouygues-Eiffage, qui a choisi d’excaver la galerie au moyen d’un tunnelier, puis de mettre en place un revêtement en béton comprenant une voûte, une dalle intermédiaire, et un radier. Considérant la longueur importante, la réalisation de la galerie doit nécessiter l’utilisation d’un nombre considérable d’outils et l’agencement de ces outils devient très complexe à mettre en place. Cette tâche est donc confiée au bureau des méthodes situé sur le chantier.  
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Affecté à l’équipe des méthodes, l’objectif de mon PFE était de participer à la méthodologie des travaux de bétonnage de cette galerie de sécurité. Cette étude doit porter principalement sur les différentes phases du revêtement en béton à mettre en place, sur les différents postes de travail, et sur les divers outils nécessaires. Des documents officiels doivent découler de cette étude pour servir ensuite de support à l’équipe de production. Dans un premier temps, une étude générale sur la réalisation du revêtement a été faite selon plusieurs points de vue. Cette analyse nous donne une compréhension globale sur la méthodologie des travaux. Nous pouvons ainsi voir les différentes interactions entre les outils à éviter lors du cheminement, mais également la solution la plus adaptée pour le lancement des divers outils. Suite à cette étude, la méthode obtenue nous permet d’en déduire un planning général sur lequel doit pouvoir s’appuyer l’équipe de production. Nous allons pouvoir également rentrer plus en détail sur la réalisation des trois éléments du revêtement, à savoir la méthodologie, l’analyse sur l’outil utilisé. La seconde étape consiste ainsi à analyser la réalisation de ces trois éléments. Ils sont traités individuellement afin d’en déduire une méthode d’exécution, d’analyser les risques que peut comporter l’utilisation des outils appropriés. Ces analyses vont ainsi permettre à l’équipe de production d’agir efficacement pour gagner un maximum de temps, et en toute sécurité. Avant d’entrer dans le développement de ma mission, une présentation sur le chantier et ainsi de l’entreprise, vous permettre de mieux cerner le contexte du projet.  
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                  PRESENTATION GENERALE    
(Siège Social Challenger)
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(Tunnel Maurice Lemaire)
(Galerie de sécurité)
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PRESENTATION GENERALE  I/ Présentation du chantier
 1/ Introduction
Tunnel Maurice Lemaire relie les villes de Sainte Marie aux Mineshin)tuR-(aH Lusse et (Vosges), permettant ainsi le franchissement du massif Vosgien au cœur du parc naturel des ballons. Avec ses 6950 mètres, il devient le plus long tunnel routier situé entièrement sur le territoire français. Un tunnel ferroviaire à l’origine, il a été ouvert à la circulation en 1976. Dédié aux dessertes locales et régionales, le tunnel Maurice Lemaire était traversé en moyenne chaque jour, en mars 2000, date de sa fermeture aux poids lourds, par 3500 véhicules dont 30% de camions. Suite à la tragédie du tunnel du Mont Blanc, le tunnel Maurice Lemaire a fait l’objet, comme l’ensemble des tunnels de plus de 1000 mètres, d’un diagnostic sécurité. Ce diagnostic a mis en évidence la nécessité de réaliser des travaux de sécurisation. En attendant la réalisation de ces travaux, le tunnel a été interdit aux poids lourds. La société Autoroutes Paris Rhin Rhône, concessionnaire chargé de l’exploitation du tunnel, a étudié les aménagements permettant une mise en sécurité du tunnel et de ses usagers. L’enjeu de ces aménagements porte exclusivement sur le renforcement de la sécurité, la vocation de desserte locale et régionale du tunnel restant inchangée. Parmi l’ensemble des solutions proposées par Autoroutes Paris Rhin Rhône, le choix de l’Etat s’est porté sur la construction d’une galerie de sécurité reliée au tunnel par des salles de transit tous les 400 mètres.    2/ Description générale des travaux
Les travaux de rénovation prévoient donc : a.L’amélioration de la tenue au feu du tunnel: le réaménagement du tunnel prévoit la suppression du plafond suspendu en voûte, qui assurait la ventilation en air frais du tunnel et de désenfumage en cas d’incendie. Ce système de ventilation présentait une faible résistance au feu. En outre l’amélioration, ce gain de place en voûte permet la mise en place d’une signalisation plus efficace, et d’accélérateurs d’air, tout en assurant le gabarit normal pour les routes nationales. 
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b. Lamodernisation des équipements et de la signalisation: augmentation du nombre de niches de sécurité, renforcement de la surveillance vidéo, la mise en place d’une Détection Automatique d’Incident, la création d’un réseau de retransmission radio. c. Laconstruction d’une galerie de sécurité au tunnel qui parallèle le est principal aménagement de sécurité du tunnel. Cette galerie, d’une diamètre intérieur de 5,20 mètres, sera composée en deux espaces distincts et aura trois fonctions. d. Laconstruction de 16 salles de transit distantes de 400 mètres, permettant l’accès à la galerie de sécurité depuis le tunnel principal. e.L’amélioration de la ventilation et des capacités de désenfumage à grâce l’utilisation de quatre types d’équipements supplémentaires : accélérateurs pour un meilleur contrôle du courant d’air longitudinal, conduits de soufflage d’air frais destinés à limiter la pollution du tunnel en cas de fort trafic, bouches d’air permettant le soufflage d’air frais en cas d’incendie, et canaux de désenfumage permettant l’aspiration de l’air vicié et des fumée en cas d’incendie.
   3/ Description de la Galerie de sécurité La galerie de sécurité, parallèle au tunnel et située à environ 16 mètres de distance de celui-ci, est réalisée sur toute la longueur du tunnel Maurice Lemaire. Cette galerie, d’un diamètre intérieur de 5,20 mètres, pour un diamètre extérieur de 6 mètres environ, comporte deux espaces distincts séparés par une dalle horizontale en béton armé. Les travaux de bétonnage de la galerie concernent la réalisation de : - la dalle intermédiaire en béton armé, qui doit recevoir une protection thermique, - l’anneau en béton non armé, intégrant deux corbeaux continus d’appui de la dalle, - le radier en béton, comprenant le passage des différents fourreaux. Cette galerie de sécurité assurera la ventilation incendie et sanitaire du tunnel : - désenfumage et extraction de l’air vicié en partie haute de la galerie de sécurité - amenée d’air frais par la partie basse de la galerie de sécurité
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La partie basse de la galerie de sécurité sera également dédiée à l’évacuation des usagers en détresse et l’accès des secours ; cet espace devra dégager un gabarit de 2,2 mètres de hauteur par 3 mètres de largeur. Divers réseaux seront par ailleurs installés dans cette galerie.
L’excavation de cette galerie est réalisée depuis chaque tête en avancement traditionnel. Des voûtes parapluie sont donc réalisées de chaque côté sur les premiers tronçons d’excavation en souterrain.
En partie centrale, l’excavation de cette galerie se fait au moyen d’un tunnelier, pleine section, ouvert ; le soutènement, essentiellement à base de treillis, de béton projeté, de boulons et de cintres métalliques est mis à l’arrière du tunnelier. Ce soutènement est associé à des voussoirs de radier, permettant le passage le train travaux.
Donc, sur les 6958 mètres de long de la galerie de sécurité, environ 707 mètres sont réalisés en avancement traditionnel, et 6251 mètres sont excavés par tunnelier.
 
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II/ Présentation du Groupe
 1/ Groupe Bouygues Le groupe Bouygues, créé en 1952 par Francis Bouygues, est dirigé depuis 1989 par Martin Bouygues, Président Directeur Général. D’abord centrées sur le Bâtiment en Ile-de-France, les activités de Bouygues se sont rapidement étendues à l’immobilier, la préfabrication, et grâce à ses filiales régionales, à l’ensemble de la France. Mais aujourd’hui, Bouygues est un groupe industriel diversifié, structuré par une forte culture d'entreprise et dont les métiers s'organisent autour de trois pôles :  laionConstruct avec Bouygues Construction(BTP et Electricité), -Bouygues Immobilier et Colas(Routes), - leslécéTasdiMés-omavec TF1 et Bouygues Telecom, - lesstE-engrrTnapsroie avec ALSTOM. Implanté dans 80 pays, le groupe Bouygues compte plus de 115 400 collaborateurs et a réalisé, en 2005, un chiffre d'affaires de 24,1 milliards d'euros, dont 7,1 milliards à l'International.   2/ Bouygues Construction Filiale de Bouygues, il conjugue la puissance d’un grand groupe et la réactivité d’un réseau d’entreprises organisées en entités complémentaires. Bouygues Construction est un leader mondial qui détient des positions de premier plan dans le bâtiment, les travaux publics et l'électricité/maintenance. Le groupe, présidé par Monsieur Yves Gabriel, englobe huit principales entités :  Bouygues Travaux Publics(capital : 749 M) Bouygues Entreprises France Europe(capital : 1706 M)   Bouygues Bâtiment International(capital : 788 M)  Bouygues Bâtiment Ile-de-France(capital : 1078 M)  VSL(capital : 187 M)  DTP Terrassement(capital : 187 M)  Pôle Concessions(capital : 316 M)  ETDE(capital : 746 M) 
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Avec 38 500 collaborateurs en France et dans 60 pays, Bouygues Construction a réalisé en 2004 un chiffre d’affaire de 5,5 milliards d’euros.   3/ Bouygues Travaux Publics Spécialiste des tunnels et des ouvrages d’art, Bouygues Travaux Publics axe son développement sur des opérations à grande technicité et à forte valeur ajoutée. L’entreprise s’est fortement déployée à l’international qui représente aujourd’hui près de 70 % de son activité. Bouygues Travaux Publics réalise, en France et à l’international, des travaux souterrains, des projets de génie civil complexes, des ouvrages d'art ainsi que des projets de transports en commun. Spécialisée dans le management de projets de grande ampleur, elle s’appuie sur ses filiales régionales implantées à l’étranger comme Prader Losinger(Suisse), Basil Read(Afrique du Sud) ouDragages Hong Kong, et sur ses équipes, capables de se mobiliser rapidementl’image des 150 collaborateurs de sa direction technique). Sa stratégie de déploiement à l’international suit l’évolution des marchés notamment en Chine, en Russie et en Australie. Bouygues Travaux Publics développe par ailleurs des activités pointues comme le démantèlement, l’assainissement et la maintenance de centrales nucléaires. Première entreprise de travaux publics à avoir obtenu simultanément les trois certifications Qualité, Sécurité et Environnement en France et à l’international, elle intensifie ses efforts dans ce domaine dans une perspective de développement durable.   
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