Le dess(e)in d’une ligne

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novembre 2014

Études topographiques, géologiques, environnementales et archéologiques se succèdent avant l’arrivée du train.

On en découvre des tronçons quand on emprunte l’autoroute Rennes-Paris ou l’actuelle ligne de train. La Ligne à grande vitesse Bretagne-Pays de la Loire (LGV BPL) prend forme et commence à s’inscrire dans le paysage. Commencés en décembre 2012, les travaux de terrassement sont la base de tout. « La plate-forme de génie civil est destinée à recevoir des rails et un train qui va rouler à 320 km/h », souligne Imed Ben Fredj, directeur technique de Clere, le groupement concepteur constructeur constitué par Eiffage(1). Autant dire qu’elle doit être solidement amarrée.

Une Ligne à grande vitesse doit répondre à des critères très précis. Ses rayons de courbure doivent être importants : elle ne peut pas se permettre de zigzaguer. À l’échelle d’une commune, on peut même considérer que la ligne est droite. Et, si son altitude (aussi appelée profil en long) peut varier - la ligne peut être enterrée ou non -, ces changements doivent se faire très progressivement. Ce n’est pas une montagne russe !

1728 sondages ont été effectués

« Contrairement à une voiture, un train lancé à grande vitesse est très sensible à ces variations. C’est pourquoi on ne pouvait pas du tout repartir de la ligne existante », précise Imed Ben Fredj. La détermination du tracé s’est donc jouée avant l’arrivée des camions et des tractopelles, grâce à l’étude préalable de la topographie et de la géologie du terrain.

Études bibliographiques, enquêtes de voisinage, sondages et analyses de terrains ont commencé dès 2011 et parfois même avant(2). « Nous partons bien sûr de la carte géologique, qui nous renseigne sur la localisation en plan des formations, puis nous croisons ces premiers éléments avec les données topographiques et réalisons des sondages pour préciser la structuration des terrains en profondeur », explique Antoine Delaunay, géotechnicien chez Setec(3). Les terrassiers ont besoin d’identifier diverses caractéristiques géologiques et mécaniques pour dimensionner les fondations d’ouvrages, franchir les zones compressibles (en particulier, liées aux accumulations de sédiments aux abords des cours d’eau)... Réalisés au départ tous les 500 m, les sondages se resserrent (tous les 50 m, voire moins, lorsque la géologie est plus complexe) jusqu’à ce que le comportement des terrains soit intégralement maîtrisé. Les équipes d’Eiffage en ont à ce jour effectué 1728 sur la ligne BPL.


Terrassement de Montfort-Le-Gesnois, dans la Sarthe
© Gaël Arnaud pour Eiffage Rail Express

Une palette d’outils

Pelles mécaniques sur 4 à 5 m pour analyser les terrains superficiels et leur teneur en eau ; carottiers pour établir les caractéristiques géologiques et géotechniques d’échantillons intacts ; sondages destructifs, équipés d’instruments variés visant à appréhender divers paramètres : piézomètres pour mesurer les niveaux d’eau, pressiomètres et pénétromètres pour déterminer la résistance des terrains ; méthodes géophysiques (sismomètres...) pour rechercher des cavités ou encore juger de l’altération des roches mères et apprécier la profondeur des sols meubles mobilisables..., les géotechniciens ont recours à toute une palette d’outils, à adapter selon la nature des terrains et la problématique du moment.

De la terre rapportée au laboratoire

Certains échantillons de sols sont rapportés au laboratoire. « En France, relève Imed Ben Fredj, nous travaillons beaucoup avec la méthode de réemploi de matériaux qui consiste à utiliser au maximum les volumes de terre déblayés pour faire les remblais et éviter d’apporter d’autres matériaux sur le site. » Mais comme tous les types de sols ne sont pas forcément adaptés au réemploi à l’état naturel, il est parfois nécessaire de les traiter par ajout de chaux ou de ciment pour les rendre plus charpentés. Les tests en laboratoire permettent de déterminer les bons dosages. Lorsque les délais le permettent, des essais en vraie grandeur (comparaison de différentes méthodes de construction, remblais tests) sont parfois réalisés. « À ce stade du projet, on ne peut plus toucher au tracé, du moins à la vue en plan, intervient Rachel Terminaux-Rossa, directrice génie civil adjointe. Il nous reste juste un peu de marge sur la hauteur et l’optimisation du réemploi des matériaux. Mais il faut savoir qu’une variation de 50 cm en hauteur a des répercussions pendant 3 à 4 km sur la ligne. On compare souvent les terrassiers à des pousseurs de brouettes. C’est en réalité beaucoup plus complexe : on doit être prêt à s’adapter tous les jours. »

Sur la LGV BPL, les sols et sous-sols n’ont pas réservé de mauvaises surprises contraignant à changer de stratégie. Parallèlement aux études géologiques, d’autres investigations à visées archéologiques et environnementales ont été menées, ainsi que des études d’impacts sur l’économie et les paysages. « Une telle ligne est bien sûr une cicatrice dans le paysage. Notre objectif est de la rendre la plus discrète possible », reprend Imed Ben Fredj. Un observatoire est aussi mis en place (c’est la loi) pour analyser les paramètres environnementaux et socio-économiques après l’ouverture de la ligne. En attendant, la pose des rails devrait commencer dès janvier 2015, les travaux de génie civil seront totalement terminés en juin. Le train, lui, fera son entrée en gare de Rennes en mai 2017.

Une exposition sur le train à Rennes

Depuis leur création, les trains fascinent. Même si les motrices d’aujourd’hui sont plus discrètes que les premières locomotives à vapeur, les trains, la technologie, la grande vitesse... ont toujours leurs adeptes. À l’occasion de la construction de la Ligne à grande vitesse Bretagne - Pays de la Loire, l’Espace des sciences s’empare du sujet pour en faire une exposition, qui sera présentée à partir de mai 2017.

Elle parlera des avancées scientifiques et technologiques (matériaux, moyens de signalisation et communication...), présentera les dessous du chantier (thème de ce dossier de Sciences Ouest), mais aussi la manière dont les trains relient les hommes ; sans oublier une partie sur les trains du futur...

Sachant qu’avec l’épuisement des énergies fossiles, la saturation des réseaux routiers, l’augmentation des besoins de déplacements des hommes et des marchandises, mais aussi la nécessité de diminution de la pollution due aux transports, le train reste bien un sujet d’actualité.

Renseignements : 
Yvon Le Chevestrier ylechevest@gmail.com

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Nathalie Blanc

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