Comment trouver la conception de fixation optimale pour répondre à toutes les exigences du projet de tunnel

La résistance et la stabilité du tunnel sont essentielles. Considérés dès les premières étapes de planification, leur importance se prolonge tout au long du projet. Une partie souvent négligée du projet qui peut avoir un impact sur la résistance et la stabilité finales est le système de revêtement. En fait, des composants de fixation d'anneaux et de segments de haute qualité peuvent réduire le temps de construction tout en améliorant la flexibilité, la durabilité, la sécurité et la rentabilité.
Christophe Delus, Directeur de la Division Tunnel chez Optimas Solutions, revient sur les principaux enjeux et les aspects à prendre en compte lors du choix des systèmes d'assemblage pour les projets de tunnel.

Les tunnels sont construits à l'aide d'anneaux et de segments séparés qui sont ensuite reliés entre eux. Lors de l'installation de ces pièces, il est important de sceller le tunnel contre les infiltrations d'eau et d'empêcher les anneaux de s'ouvrir ou de s'ovaliser, ce qui entraînerait une déformation du tunnel et saperait la résistance fondamentale de l'ensemble de la construction. Pour éviter ces problèmes, des solutions de fixation -ou connecteurs- sont utilisées. Afin de fournir une performance optimale, ces connecteurs doivent résister à des facteurs de stress spécifiques au projet, par exemple la résistance au cisaillement ou la résistance à la traction.

Plus précisément, le choix des systèmes de connexion et d'alignement du tunnel est influencé par plusieurs facteurs, les principaux étant les caractéristiques de localisation et les conditions du sol, les pratiques locales courantes, les exigences de sécurité et le budget du projet. La solution optimale doit répondre à tous ces critères spécifiques au projet, en fournissant une solution sûre et durable, s'adaptant aux conditions du site et dont l'installation est rapide et rentable.

Emplacement, emplacement, emplacement

Chaque tunnel est construit pour surmonter un obstacle spécifique, ainsi les conditions locales jouent un rôle majeur dans la conception et la sélection des composants appropriés. Une compréhension claire des défis et des problèmes présentés par l'emplacement est essentielle pour trouver une solution sûre, durable, rentable et rapide.

Par exemple, l'un des principaux défis auxquels Optimas Sofrasar a dû faire face lors de la construction du projet de métro central de la SFMTA (Municipal Transportation Agency) de San Francisco, aux États-Unis, était le risque sismique. Pour gérer ce risque, il fallait que la doublure soit résistante et souple, afin de se déformer sans se casser. Par conséquent, un système de chevilles des produits Sofrasar a été testé et étudié pour fournir des capacités de résistance et de distorsion élevées.

Un autre site, l'extension I du métro Westside de Los Angeles, aux États-Unis, était caractérisé par la présence de gaz méthane associé à de l'hydrogène sulfuré corrosif. Une situation similaire s'est produite lors de l'élaboration du projet de stratégie de mise en œuvre des eaux usées intérieures de Doha (IDRIS) au Qatar. Dans les deux cas, des revêtements intérieurs en polyéthylène haute densité (PEHD) ont été coulés pour assurer une protection contre la corrosion. La solution s'est également avérée accélérer les activités de construction.

À cette occasion, l'environnement local n'était pas le seul facteur déterminant quelle était la meilleure solution de fixation : l'accessibilité à certains matériaux devait également être prise en compte. En effet, des solutions adhésives étaient initialement prévues. Cependant, il est vite devenu évident à quel point il serait difficile d'expédier ou de fournir un époxy approprié sur le site. Dans ce cas, Optimas a réagi rapidement et a remplacé les tiges de guidage collées en développant de nouvelles tiges de guidage clipsées. L'alternative offrait des avantages supplémentaires, notamment une meilleure adhérence et durabilité, ainsi que moins de risques associés à la colle.

Enfin, la conception de la fixation et du revêtement peut parfois aider à résoudre d'autres problèmes environnementaux, comme la prévention de la reproduction des moustiques dans les ouvertures des segments. Les produits Optimas Sofrasar ont fourni une telle protection dans les tunnels de Singapour, grâce à l'utilisation de tiges de guidage clipsables et de supports de douilles détachables.

Des composants de haute qualité et durables sont économiques à long terme

À partir des exemples ci-dessus, il devient évident qu'il est important de choisir des spécialistes en montage de tunnel qui ont une compréhension approfondie des exigences du projet et peuvent améliorer l'équipement existant ou développer de nouveaux connecteurs pour fournir un système de liaison optimal.

Pour ce faire, les spécialistes du montage doivent communiquer régulièrement avec les entrepreneurs, les concepteurs, les fournisseurs de moules et de joints et les opérateurs de tunneliers (TBM). Cette relation forte permet aux spécialistes de l'agencement de mieux comprendre le projet et son site, ainsi que de s'adapter et de répondre rapidement aux nouveaux défis et de fournir un service de haute qualité.

Des services de haute qualité ne se traduisent pas nécessairement par des coûts élevés. Alors que les tunnels sont parmi les projets de construction les plus coûteux, les coûts des systèmes d'assemblage sont souvent marginaux, dans certains cas, ils contribuent à moins de 1 % des dépenses totales. Par conséquent, opter pour des accessoires d'anneau et de segment plus chers et de haute qualité n'a pas beaucoup d'effet sur le budget initial du projet, mais peut fournir une solution facile à assembler, durable et sûre.

Si les composants peuvent être installés rapidement ou si leur approvisionnement est rapide, comme dans le cas de l'IDRIS de Doha, les opérations sur site sont minimes et rapides, ce qui permet d'économiser du temps et de l'argent. En fait, un composant innovant de haute qualité et adapté à l'usage n'est pas toujours l'option la plus chère. C'est le cas de la douille sécable de type ZU, développée chez Optimas pour empêcher la pénétration de poussière ou d'eau lors de la coulée ou du stockage. Le dispositif, moins cher qu'un équivalent en acier, permet d'économiser environ 501 TP2T sur les bouchons à vis et réduit la nomenclature globale des fabricants de tunnels.

De plus, des connecteurs de haute qualité peuvent également réduire les coûts de maintenance. Bien que dans certains cas, ils ne soient nécessaires que pendant la phase de construction, ils peuvent être tenus de rester en permanence dans la structure du tunnel, par exemple dans les tunnels de transport d'eau ou les structures dans les zones sismiques. Dans ces situations, les connecteurs doivent avoir la même durabilité que l'ensemble de la structure du tunnel, soit une durée de vie de 120 ans. Toute panne imprévue ou tout remplacement anticipé peut augmenter le coût total du tunnel et constituer un danger pour les travailleurs et les utilisateurs.

La sécurité d'abord

Une défaillance des raccords du tunnel peut entraîner des coûts de remplacement de plus de $ 2 millions et mettre en péril l'intégrité structurelle du tunnel. Par conséquent, trouver des composants qui répondent à des normes de qualité élevées est essentiel. Bien que des directives de qualité claires offrant une norme industrielle pour ces produits puissent encore faire défaut, les spécialistes des composants de fixation doivent tester que leurs produits offrent la résistance et les performances mécaniques nécessaires. Ceci est réalisé en effectuant des tests de protocole spécifiques, soit en interne, soit par des tiers. De plus, toutes les normes de qualité ne sont pas égales ; et les fabricants de composants de haute qualité doivent respecter les plus strictes.

Optimas teste depuis longtemps tous les produits Sofrasar. Par exemple, des tests de durabilité des pièces sont effectués sur chacun des systèmes. De plus, Optimas s'engage à développer des directives standard de qualité pour la fixation des composants. De cette façon, nous fournissons des solutions durables, flexibles et sûres pour toute construction de tunnel.

Réparer pour réussir

Si vous voulez un projet de tunnel réussi, ne sous-estimez pas l'importance du système de liaison. En choisissant des spécialistes hautement qualifiés en composants de fixation, vous pouvez garantir un approvisionnement des pièces de haute qualité les plus appropriées qui correspondent aux exigences spécifiques du projet, en termes de conditions d'emplacement, de conception globale du tunnel et de méthodes d'approvisionnement appropriées. En comprenant ce qui est nécessaire, les spécialistes sont capables de reconnaître quand les solutions de connexion standard ne correspondent pas aux exigences du projet et d'agir en conséquence : modifier les composants préexistants ou en concevoir et fabriquer de nouveaux.

Avec plus de 20 ans d'expérience dans l'industrie des tunnels, les compétences des experts en tunnels d'Optimas nous permettent de comprendre les besoins spécifiques au projet pour toutes les solutions de tunnel. En plus de fournir les composants standard de haute qualité les plus adaptés, nous sommes également en mesure d'optimiser les performances des produits existants ou de fournir des solutions sur mesure grâce à nos installations de fabrication et d'essais de qualité internes.