Réseaux : le PRV s'impose en microtunnelage au Chesnay

Le Syndicat Mixte d'Assainissement de la Région Ouest de Versailles (Smarov) couvre le territoire de sept communes de la plaine de Versailles et gère un réseau d'assainissement long d'une quarantaine de kilomètres dont plus de la moitié est constitué de collecteurs intercommunaux ayant vocation à acheminer les eaux usées vers la station d'épuration de Saint Cyr. Depuis plusieurs années, le Smarov a engagé une politique ambitieuse de rénovation de ses ouvrages et notamment de son réseau intercommunal d'eaux usées. C?est dans ce cadre que le syndicat a entrepris de renforcer un collecteur d'eaux usées situé sur les communes du Chesnay et de Rocquencourt, à proximité immédiate du centre commercial Parly II. Un renforcement qui associe la pose de deux nouveaux collecteurs de diamètre 600 mm sur 845 ml avec le dévoiement vers le domaine public d'un ancien collecteur de 300 mm situé sous les parkings du centre commercial. « Une opération extrêmement délicate à plusieurs titres, souligne Daniel Higoin, Président du Smarov. D?abord en raison de l'environnement immédiat du chantier qui borde de nombreuses habitations mais surtout le centre commercial Parly II, lequel attire chaque jour plus de 45.000 visiteurs. Ensuite du fait des caractéristiques techniques du réseau lui-même qui se situe à une profondeur comprise entre 6,50 m et 12 mètres de profondeur ce qui, en cas d'ouverture, aurait nécessité la réalisation de tranchées conséquentes sous deux artères très fréquentées ». Des particularités qui poussent le Smarov et le Cabinet Merlin, maitre d'?uvre sur le chantier, à rechercher une solution alternative à l'ouverture de tranchées qui auraient généré d'importantes nuisances durant de longs mois avec de probables répercussions sur la fréquentation du centre commercial. Le recours à une technique qui prend tout son sens en milieu urbain, le microtunnelage, est décidé. Le microtunnelage, une technique qui prend tout son sens en milieu urbain Pour éviter les perturbations sur la voirie et aux abords immédiats du centre commercial, le microtunnelage est vite apparu comme la solution la plus appropriée. Apparue au début des années 1990, cette technique ne nécessite qu'un équipement de surface réduit qui se limite à un ensemble compact (cabine de pilotage, groupe hydraulique, portique d'approvisionnement en tuyaux). L?unité de poussée est installée dans un puits de départ de 3,20 m (le minimum pour pouvoir mettre en place un bâti de poussée) à 4,16 m de diamètre. La technique consiste à forer à l'aide d'une tête pivotante et par injection d'eau sous pression. Comme dans le cas du fonçage, un banc de poussée provoque l'avancement du tunnelier. Les matériaux excavés sont mélangés devant la tête de coupe avec de l'eau, adjuventée le cas échéant, pour pouvoir être évacués par pompage. Ces déblais passent dans un dessableur qui sépare les grosses particules des plus fines avant l'arrivée dans un décanteur qui permettra la séparation d'une grande proportion de solides. Des micro-vérins disposés sur la circonférence du microtunnelier permettent de rectifier à tout moment la trajectoire, en fonction des indications données par un système de guidage par laser. Philippe Dumesne, chef de chantier chez Eiffage TP Réseaux, est le premier pilote français a avoir été formé sur microtunneliers et probablement celui qui a le plus de mètres linéaires à son actif. Il explique : « L?une des principales difficultés de mise en ?uvre du microtunnelage est liée au pilotage. Des capteurs permettent d'enregistrer des paramètres liés aux coupes d'excavation, aux efforts, et c'est au pilote qu'il revient d'exploiter ces paramètres pour avancer au mieux dans des terrains en découpant la place de la canalisation au plus juste. C?est la bonne exploitation de ces paramètres qui permettra d'obtenir une précision centimétrique». Une technique très délicate donc, qui nécessite également une adaptation constante en fonction de la nature des terrains traversés. « Au Chesnay, le sous-sol était constitué d'une alternance de sables fins de Fontainebleau avec des marnes argileuses, indique Jérôme Tritz, Conducteur de travaux chez Eiffage TP Réseaux, Dans l'absolu, chaque nature de terrain nécessite un outil particulier mais les études géotechniques approfondies que nous avions avons mené nous ont permis d'opter pour un compromis en choisissant une tête de coupe susceptible de convenir à l'ensemble des terrains traversés ». Sur le terrain, la mise en place d'un microtunnelage est simple : à partir d'un puits de départ se font deux tirs (d'abord aval, puis amont) ce qui évite une réinstallation du matériel : seule l'unité de poussée est retournée et réglée. Au Chesnay, pour mettre en place les deux collecteurs sur l'ensemble des 845 mètres linéaires, 10 puits ont été réalisés (5 de travail et 5 de sortie) de façon à suivre le cheminement imposé par la configuration des lieux. La nappe étant située à 5 ou 6 mètres de profondeur selon les endroits, il a fallu réaliser des puits étanches. « Pour ceci, deux techniques ont été mises en ?uvre, explique Jérôme Tritz. Une technique dite traditionnelle, qui consiste à réaliser un blindage bois avec, tous les 1,60 m, des ceintures métalliques qui viennent soutenir les bastaings. Un anneau en béton est ensuite coulé pour le rendre étanche. La seconde technique est celle du havage : un radier béton provisoire est réalisé afin de mettre en place des anneaux de béton qui seront assemblés jusqu'à constituer un cuvelage qui va glisser peu à peu au fond du puits sous l'effet de son propre poids ». Les puits réalisés, deux machines de microtunnelage sont entrées en service et 9 tirs de 100 mètres en moyenne ont permis de mettre en place en moins de 9 mois l'ensemble des tubes constituants les deux nouveaux collecteurs. Au Chesnay, le choix de la technique du microtunnelage a permis de réduire l'emprise du chantier à ses puits de faible surface, réduisant ainsi considérablement les perturbations de la circulation routière. Mais ce ne sont pas les seuls avantages de la technique. Elle est aussi rapide ? de 6 à 25 mètres/jour au Chesnay selon la nature du terrain - et précise dès lors que toutes les études géotechniques requises ont été réalisées en amont. «Toute la difficulté de notre métier consiste à négocier au mieux les conditions géotechniques auxquelles nous sommes confrontés » confirme Jérôme Tritz, Eiffage TP Réseaux. Le microtunnelage génère également moins de nuisances, de bruit, de déblais et moins de poussière et assure également une continuité des travaux quelles que soient les conditions météorologiques avec, à la clé, un respect des délais. Il permet aussi l'utilisation d'une large gamme de tuyaux. Une large gamme de tuyaux Le microtunnelage exige l'emploi de tuyaux spécifiques qui soient capables de supporter les contraintes imposées par leur mise en ?uvre. Ils sont généralement de longueur plus courte que les tuyaux classiques pour pouvoir être insérés sur le ban de poussée au fonds du puits. Ils sont également équipés d'emboitements et de joints spéciaux autorisant des mouvements angulaires sans que leur étanchéité n?en soit affectée. Ils doivent également présenter la surface extérieure la plus lisse possible pour diminuer les frottements entre le sol et les tuyaux et être capables de répondre aux contraintes liées aux poussées longitudinales lors du fonçage. Plusieurs matériaux sont susceptibles de répondre à ces contraintes. C?est le cas du béton qu'il soit armé, hautes performances ou à âme tôle, du PRV, ou plus rarement du grès, de l'acier ou de la fonte. Au Chesnay, c'est le PRV centrifugé de Hobas France France qui a été choisi. Un choix dicté par une parfaite adéquation du matériau avec les exigences du fonçage en termes de mise en ?uvre. « Ces tubes présentent des atouts indéniables en matière de microtunnelage, explique Guillaume Valade, Ingénieur d'Affaires chez Hobas France. Le matériau PRV et son mode de fabrication par centrifugation confèrent au tube un niveau élevé de contraintes mécaniques axiales et circonférentielles, un diamètre extérieur rigoureusement constant, une surface extérieure parfaitement lisse et une géométrie du tube irréprochables». De fait, le PRV qui associe un liant à base de polyester caractérisé par un taux d'élongation sous contrainte important avec une armatures en fibres de verre distribuées dans la masse et des additifs divers tels que du sable de quartz et des pigments, rassemble toutes les qualités requises par le microtunnelage. Côté assemblage, les tubes fournis par Hobas sont équipés d'un manchon de type Inox et d'une bague d'étanchéité en EPDM qui leur permet de supporter une déviation angulaire maximale de 1,5° sans perte d'étanchéité. Au-delà du matériau, le mode de fabrication par centrifugation des tubes Hobas permet de produire des tubes très linéaires ce qui favorise la minimisation des charges excentriques parasites lors du fonçage. Plus légers que bien d'autres matériaux, ils contribuent également à faciliter les opérations de manutention et de pose. Autres qualités qui ont incité le Cabinet Merlin et le Smarov à opter pour le PRV, son insensibilité au phénomène H2S, très présent au sein du réseau qu'il s'agissait de restructurer, et une faible pente, de l'ordre de 4 mm au mètre qui nécessitait un matériau totalement lisse. « En optant pour le PRV, nous avons fait le choix d'un matériau qui répondait bien aux contraintes du chantier et aux conditions futures de l'exploitation » assure Olivier Duplessis, Chargé d'affaires du Cabinet Merlin. C?est une garantie importante de pérennité qui justifie largement le surcoût du matériau ». « Un surcoût évalué à 5 % du coût total du projet », selon Guillaume Valade, Hobas. Le chantier qui a débuté en mars 2009 doit s'achever au mois de février 2010. Le montant total de l'opération avoisine les 3,5 M? dont 40 % sont pris en charge par l'agence de l'eau Seine-Normandie et 15 % par le Conseil Général des Yvelines.