Présentation

Article

1 - DÉVELOPPEMENT DES TUNNELIERS

2 - LES DIFFÉRENTS TYPES DE CONFINEMENT

3 - LES DIFFÉRENTS TYPES DE TUNNELIERS

4 - LES ORGANES PRINCIPAUX

5 - LE GUIDAGE DES TUNNELIERS

6 - ASPECT ÉCONOMIQUE

7 - ASPECT PROGRAMME

8 - RISQUES PRINCIPAUX ET CONTRE-MESURES

9 - ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX

10 - CONCLUSION

11 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : C5570 v2

Aspect programme
Tunneliers - Machines pour creuser des tunnels en pleine section

Auteur(s) : Benjamin LEROI, David MAZEYRIE, François RENAULT

Date de publication : 10 févr. 2022

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Version en anglais En anglais

RÉSUMÉ

Les tunnels sont creusés soit de façon conventionnelle, avec des moyens mécaniques simples ou à l’aide de machines spécialement conçues à cet effet que l’on appelle des tunneliers. Ces machines sont des véritables usines mobiles qui creusent et mettent en place le revêtement définitif de l’ouvrage. La période récente a vu une évolution soutenue de cette technique. Le présent article explique le principe de fonctionnement des tunneliers, les avantages apportés par cette technologie ainsi que les différents types de tunneliers qui existent sur le marché.    

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Tunnel Boring Machines

Tunnels can either be excavated using conventional means, with the help of rather simple mechanical equipment or with the help of specially designed machines which are called TBM (Tunnel Boring Machines). Those machines are truly like mobile factories which are capable of digging and placing the final lining of a project. The recent period has witnessed a rapid evolution of this technique. The present article details the working principles, the advantages brought by this technology as well as the different types of TBMs that can be found in the market.

Auteur(s)

  • Benjamin LEROI : Directeur du service méthodes travaux souterrains - Vinci Construction Grands Projets, Nanterre, France

  • David MAZEYRIE : Ingénieur principal méthodes travaux souterrains - Vinci Construction Grands Projets, Nanterre, France

  • François RENAULT : Directeur technique tunnel - Vinci Construction Grands Projets, Nanterre, France

INTRODUCTION

Le secteur de la construction des tunnels couvre la réalisation de tunnels routiers ou ferroviaires. Il a également pour activité le creusement de galeries hydrauliques dans le cadre de projets hydro-électriques ou pour transporter des effluents. Même si des tunneliers, véritables usines mobiles souterraines, sont utilisés pour la réalisation de ces ouvrages, c’est le développement spectaculaire des métros à travers le monde qui a permis leur rapide évolution.

Avant l’utilisation des tunneliers, la mécanisation des opérations de creusement était limitée à l’usage de machines à attaque ponctuelle issues des pratiques de l’industrie minière ou à l’utilisation de machines de forage pour les projets ayant recours à des explosifs. Ces techniques sont limitées à la traversée les massifs rocheux. L’un des principaux avantages amenés par la technologie des tunneliers est qu’ils permettent de franchir des horizons géologiques jusque-là très compliqués et coûteux à traverser. En effet, la possibilité de confiner le front d’un tunnelier permet d’assurer, d’une part la stabilité de la face excavée même dans des horizons sableux ou argileux et sous la nappe, et d’autre part de maîtriser les tassements en surface. C’est pour cette raison que le développement de nouvelles lignes de métro en sites urbains, souvent situés dans des plaines fluviatiles, a été rendue économiquement possible et que l’industrie du tunnelier a vu son activité croître en même temps.

L’utilisation des tunneliers ne se réduit pas à la construction de métros. Des ouvrages de franchissement de grande envergure ont été réalisés grâce à ces machines. On retiendra le creusement du tunnel sous la Manche, les tunnels alpins du Saint Gothard, du Lötschberg et de la ligne ferroviaire Lyon-Turin.

Au-delà du fait que les coûts de réalisation des tunnels creusés au tunnelier sont inférieurs aux coûts de réalisation de tunnels en méthode traditionnelle dès que la longueur des ouvrages dépasse 2 ou 3 kilomètres, leur utilisation a permis de réduire le nombre d’accidents affectant le personnel du chantier.

Bien que la technologie des tunneliers ne soit pas récente, on continue à constater une évolution rapide et constante de ces machines. Les évolutions les plus récentes ont pour objectif d’élargir la gamme de terrains qui peuvent être creusés par un type de tunnelier, de détecter d’éventuels obstacles, ou bien encore d’augmenter les performances de creusement.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

MOTS-CLÉS

tunnel excavation

KEYWORDS

tunnel   |   excavation

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-c5570


Cet article fait partie de l’offre

Travaux publics et infrastructures

(79 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

ABONNEZ-VOUS

Version en anglais En anglais

7. Aspect programme

L’aspect programme rentre également dans les coûts d’une opération. Le tunnelier impacte de deux manières le programme d’une opération. D’une part, il convient de considérer le temps nécessaire pour le fabriquer et, d’autre part, la durée de creusement est conditionnée par sa vitesse.

7.1 Temps de fabrication et de montage

Le temps de conception, de fabrication, d’assemblage et de montage en usine est en général de l’ordre de 12 à 14 mois.

Le temps de démontage et de transport sur site dépend de la distance sur laquelle le tunnelier doit être transporté. On considère en général de 1 à 3 mois.

Enfin, le temps de montage sur site varie selon la configuration du site. Parfois, le puits dans lequel le tunnelier doit être assemblé est plus petit que le tunnelier complet. Il est alors nécessaire de démarrer le creusement de façon dégradée puis de rajouter les dernière remorques de la machine une fois que celle-ci est suffisamment rentrée dans le terrain. On considère en général une durée entre 2 et 4 mois pour réaliser le premier tour de roue.

HAUT DE PAGE

7.2 Vitesse d’avancement

Pour la plupart des projets qui comportent un tunnel, ce dernier est sur le fil rouge du programme de réalisation de ce projet. C’est pourquoi en général les tunneliers fonctionnent 24 h/24.

Les tunneliers progressent de façon cyclique. Leur cycle d’avancement se décompose a minima en un temps de creusement et un temps de pose de voussoirs. Le cumul de ces deux durées représente le cycle le plus court que puisse faire le tunnelier et donc sa cadence maximale. Le temps de creusement se calcule en divisant la longueur d’un pas d’avancement par la vitesse instantanée de creusement. Cette vitesse varie entre quelques millimètres par minutes dans des terrains très durs et jusqu’à 10 cm par minutes dans les terrains les plus favorables. Le temps de pose d’un anneau de voussoirs varie, quant à lui, entre 15 minutes et une heure, une fois les équipes de creusement formées.

Certaines opérations nécessaires au fonctionnement du tunnelier vont impacter le temps disponible pour la production. Il s’agit des opérations de relève de poste, de rallongement des servitudes (câble d’alimentation...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Travaux publics et infrastructures

(79 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Aspect programme
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ANAGNOSTOU (K.) -   Face stability in slurry and EPB shield tunnelling  -  (1996).

  • (2) - THEWES (M.), HOLLMANN (F.) -   Clogging and disintegration of fines in clayey soils  -  (2014).

NORMES

  • Machines pour la construction de tunnels – Sas de transfert – Prescriptions de sécurité - NF EN 12110 - –

  • Tunneliers – Prescriptions de sécurité - NF EN 16191 - –

ANNEXES

  1. 1 Annuaire

    1 Annuaire

    Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)

    Association française des travaux et de l’espace souterrain

    http://www.aftes.fr

    Association internationale des tunnels et de l’espace souterrain

    http://www.ita-aites.org/

    France sans tranchée technologies

    http://www.fstt.org

    HAUT DE PAGE

    Cet article est réservé aux abonnés.
    Il vous reste 93% à découvrir.

    Pour explorer cet article
    Téléchargez l'extrait gratuit

    Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


    L'expertise technique et scientifique de référence

    La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
    + de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
    De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

    Cet article fait partie de l’offre

    Travaux publics et infrastructures

    (79 articles en ce moment)

    Cette offre vous donne accès à :

    Une base complète d’articles

    Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

    Des services

    Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

    Un Parcours Pratique

    Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

    ABONNEZ-VOUS