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UNE PREMIÈRE EN FRANCELe tunnelier à densité variable de Grand Paris Express

Dossier
10 min
12/05/2020
Dans le cadre du projet Grand Paris Express, Bouygues Travaux Publics utilise deux tunneliers à densité variable sur le lot T2A de la ligne 15 Sud. Particulièrement recommandés face à des natures de sols complexes et variées, ils se situent entre un tunnelier à pression de terre et à pression de boue. Zoom sur une machine hybride.
Par Isabelle Godar et Grâce Noyal
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  • A. Erecteur à voussoirs
    Machine positionnant avec une précision millimétrique les voussoirs du tunnel par une préhension par ventouse.
  • B. Bouclier
    Structure rigide de protection de la tête de coupe du tunnelier progressant au fur et à mesure du creusement.
  • C. Tête d’abattage
    En tournant, elle creuse le sol, grâce à ses molettes et ses couteaux racleurs.
  • D. Motorisation de la tête de coupe
  • E. Vérins de poussée
  • F. Voussoirs
    Segments en béton qui, assemblés, forment un anneau.
  • G. Vis et système hydraulique d’évacuation des matériaux
    Les terres excavées sont évacuées par la vis d’Archimède. Après avoir été concassées, elles sont réinjectées dans le circuit de marinage pour être traitées dans la station de traitement des boues en surface.
  • H. Train suiveur
    Composé de plusieurs plateformes roulantes, il assure les fonctions logistiques.
MOBYDIC
Outil d’aide à la décision permettant d’optimiser le fonctionnement du tunnelier ainsi que sa maintenance. Grâce à l’installation de capteurs sur les molettes de la tête de coupe, les données reçues permettent aux opérateurs de suivre en temps réel la géologie à la face d’excavation et d’optimiser le processus ainsi que la maintenance des outils.
Le tunnelier
TUNNELIER
DIAMÈTRE 9,84 mètres LONGUEUR 122 mètres
Le tunnel Lab
Création
Août 2016
Equipe
14
Mission
Transformer les idées issues de la démarche créativité de Bouygues Travaux Publics (optimisation du matériel et de la logistique, automatisation, formation, big data, nouveaux types de tunnel...) en produits et services viables sur les chantiers de tunnels, notamment du Grand Paris Express.

6 INNOVATIONS
DÉPLOYÉES

THALIA, LE SIMULATEUR DE PILOTAGE DE TUNNELIER

Déployé depuis septembre 2016 sur tous les chantiers de tunnels de Bouygues Travaux Publics, le simulateur recrée virtuellement des géologies et des conditions d’exploitation réelles. Désormais, les pilotes bénéficient de formations régulières sur le simulateur. Bouygues Travaux Publics a d’ailleurs été sollicité pour le mettre à disposition de la profession.

INTERACTION TERRAIN-MACHINE (ITM)

En fonction des conditions géologiques, le creusement par le tunnelier peut être plus ou moins difficile. Premier algorithme de big data breveté, l’ITM recense l’ensemble des données techniques issues du tunnelier pour donner au pilote une classe de difficulté du creusement qu’il vient d’effectuer et l’accompagner dans sa prise de décisions pour la suite du creusement. Le pilote peut ainsi savoir avec certitude si sa machine “force” ou non. Expérimenté sur Eole, l'ITM sera bientôt déployé sur tous les chantiers de la ligne 15.

TOPO EVERYWHERE, LA PLATEFORME D’AUSCULTATION

Déployée depuis janvier 2019, cette solution innovante d’instrumentation permet de suivre l’impact structurel du chantier sur son environnement direct : ouvrages, bâtiments, voiries, voies ferrées... Des capteurs reliés à un logiciel permettent l’acquisition de données en temps réel, le calcul d’indicateurs fiables et leur affichage dans une plateforme web, accessible à tous les intervenants du projet. Atouts : mieux anticiper l’impact des travaux et donc optimiser les processus de construction. En place sur Eole, le système a vocation à être utilisé sur tous les chantiers de Bouygues Travaux Publics et commercialisé à l’extérieur du Groupe.

ATLAS, POSE AUTOMATIQUE DES VOUSSOIRS

La pose des voussoirs (les segments en béton formant un anneau) du tunnel est un moment délicat. Selon les opérateurs, la pose peut prendre de 30 minutes à une heure. Atlas vise à diminuer la pénibilité et améliorer la productivité. Testé sur Eole, le système créé par les équipes de Bouygues Travaux Publics permet d’installer un anneau en 30 minutes et de répéter ce cycle de manière automatique. Le projet a été développé en collaboration avec Capacités, la filiale privée de l’Université de Nantes spécialisée dans l'ingénierie de projets innovants. Atlas sera aussi déployé sur les chantiers de la ligne 15 Sud.

CaRaCTerre, LA CARACTÉRISATION DES DÉBLAIS

Développée par Bouygues Travaux Publics avec l’appui du Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), CaRaCTerre est une solution de caractérisation rapide des matériaux permettant d’orienter efficacement les terres excavées selon leur niveau de pollution. L’analyse physique des concentrations des contaminants présents dans le matériau se fait par un système de fluorescence X. Soumis à des rayons X, l’échantillon analysé émet des ondes qui révèlent la présence (à l’état atomique) de tel ou tel élément-trace métallique (ETM). Puis, à l’aide de modèles prédictifs, géochimiques et géostatiques, la caractérisation du matériau est finalisée. Une analyse peut être réalisée en moins de deux heures, contre 72 heures en passant par un laboratoire extérieur. En accélérant considérablement la caractérisation, cette innovation permet de garantir une gestion plus rapide des terres excavées et une forte diminution des contraintes logistiques (stockage, rupture de charges, attente). À partir de début 2020, la solution sera progressivement déployée sur les chantiers du Grand Paris Express.

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UBYSOL, LE SUIVI DES DÉBLAIS

Bouygues Travaux Publics, Objenious (filiale de Bouygues Telecom), le e-Lab (entité de R&D du Groupe) et C2S (entreprise de services numériques du Groupe) se sont associés pour créer la première solution de géolocalisation des déblais de chantiers. Utilisant la technologie LoRa, dédiée à l’internet des objets, elle permet notamment de s’assurer que les camions d’évacuation des terres excavées arriveront au bon exutoire. Déployée sur l’ensemble des grands projets de Bouygues Travaux Publics, Ubysol est désormais automatiquement interfacée avec TRex, l’outil web de suivi des déblais de la Société du Grand Paris, ce qui évite le doublement des saisies.

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  1. Excavation des terres sur les chantiers
  2. Caractérisation des terres excavées grâce à CaRaCTerre
    Les terres sont caractérisées à différentes étapes du processus.
  3. Stabilisation des terres excavées
  4. Chargement des terres excavées sur des camions équipés de boîtiers Ubysol
    Grâce à un tag NFC depuis une tablette, le capteur intègre les informations du camion et son chargement.
  5. Transport des terres excavées
    Le capteur du camion transmet sa position en temps réel au système Ubysol, qui relaie l’information aux tiers concernés (notamment le logiciel de traçabilité de la Société du Grand Paris).
  6. Déchargement des terres
    Le capteur permet de s’assurer que les terres excavées sont bien déversées dans la décharge prévue.
camera
Crédits photos Arnaud Février ; Michel Saemann ; Société du Grand Paris/ Jean-Marie Duthilleul/ Philippe Gazeau.