Site de préfabrication Alliance : Des voussoirs fibrés dans le starting-blocks

Frédéric Gluzicki
22/09/2019

L’usine de préfabrication Alliance est en train de préparer la production des voussoirs fibrés du lot 2 de la ligne 16 du Grand Paris Express. Quelque 5 380 voussoirs doivent être produits. Ceci, à partir du début de l’année 2020.

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Basée à Limoges-Fourche (77), l’unité Alliance est installée sur le site d’une ancienne usine de préfabrication. [©ACPresse]
Basée à Limoges-Fourche (77), l’unité Alliance est installée sur le site d’une ancienne usine de préfabrication. [©ACPresse]

En France, les choses évoluent. Jusqu’à présent, notre pays était le seul à refuser la mise en œuvre de voussoirs réalisés en béton fibré dans ses tunnels. Alors même que cette technologie a fait ses preuves sur nombre de chantiers similaires à travers le monde. Mais ça, c’était avant. « Le Grand Paris Express reste un projet unique en Europe et il serait dommage de passer à côté de certaines innovations », rappelle Thierry Huyghues-Beaufond, responsable de l’unité “Infrastructures et méthodes constructives” (IMC) de la Société du Grand Paris [lire article “Les secrets du Livret 10”]. C’est donc dans ce cadre que les premiers chantiers autorisant la mise en œuvre de voussoirs en béton fibré ont été attribués. Le lot 2 de la ligne 16 est l’un d’entre eux. « Notre proposition de voussoirs fibrés a été acceptée,indique Marco Falzone, directeur commercial grands projets nationaux de NGE GC. Il ne s’agissait pas d’une variante, mais d’une piste d’optimisation. »

Une piste qui correspondait parfaitement aux nouvelles attentes de la Société du Grand Paris. 

Pour cette opération, l’entreprise italienne Salini Impregilo, mandataire du lot et son co-traitant NGE feront appel à l’usine Alliance. Celle-ci est basée à Limoges-Fourches (77). Cette unité de préfabrication dédiée est le fruit de l’union à parité des entreprises Demathieu & Bard, Implenia, NGE et Pizzarotti. 

Galerie temporaire

L’usine est installée sur un ancien site de préfabrication, transformé pour l’occasion. Une toute nouvelle ligne de production de voussoirs y a été construite. Ceci, pour un investissement compris entre 6 et 7 M€. Sachant qu’Alliance envisage déjà de poursuivre l’activité de l’usine. Et ce, au-delà de sa mission initiale, qui consiste à produire les anneaux de voussoirs…

Ainsi, à l’heure actuelle, cette usine livre le chantier du prolongement en direction de Rosny-sous-Bois (93) de la ligne 11 du métro (lot GC 01) : un tunnel de 3 285 m. En parallèle, elle fournit la ligne L15 Sud – lot T2c (section reliant Noisy – Champs à Bry – Villiers – Champigny) et ses 6 825 m de galerie. Un des points singuliers de ce lot est la section 807. Il s’agit d’une boîte souterraine au niveau de laquelle se croise le tunnel principal du métro avec la galerie menant au centre d’exploitation de Champigny-sur-Marne. Ce passage se fera en pleine terre. C’est-à-dire que le tunnelier franchira cette zone en construisant le tunnel principal comme si le croisement n’existait pas. Dans un second temps, une portion de ce tunnel sera démolie pour permettra la réalisation du raccordement. C’est là que les choses deviennent intéressantes. 

L’usine est aujourd’hui dédiée à la seule production de voussoirs pour tunnels. [©ACPresse]
L’usine est aujourd’hui dédiée à la seule production de voussoirs pour tunnels. [©ACPresse]

Deux fibres métalliques à l’essai

Le groupement profite de ce segment pour expérimenter ses premiers voussoirs préfabriqués en béton fibré. « Environ 100 m sont concernés, soit 50 anneaux de 7 voussoirs en tout », reprend Arnoux Cornille, référent voussoirs pour Implenia. La “807” sert ainsi d’opération test pour les futurs voussoirs du lot 2 de la ligne 16. « De facto, les voussoirs du segment provisoires “807” sont surdimensionnés. Mais les formules béton et les dosages en fibres, qui en découlent seront tout à fait en phase avec les besoins de la structure permanente du lot T2c. »

Dans les grandes lignes, le cahier des charges impose un béton de classe de résistance C35/45. Avec une exigence de 2,5 MPa en flexion. Dans la réalité, cette valeur sera de 4 MPa, soit un béton 4C selon le Model Code. « Nous testons pour les agréer deux fibres métalliques : une ArcelorMittal et une Bekaert », poursuit Arnoux Cornille. L’idée est de sécuriser l’approvisionnement, car, durant la phase de préfabrication. Il n’est pas question de se retrouver à court de matière première. Les fibres choisies sont standards, issues des catalogues produits des deux industriels. « Les résultats intermédiaires obtenus donnent pleine et entière satisfaction. »

Par ailleurs, le groupement est en train de mettre au point un système de vérification de la répartition spatiale des fibres (en x, y, z) par tomographie par rayons x. Une première…

Quelque 5 380 anneaux de 7 voussoirs dont 97 % en béton fibré, doivent être préfabriquées pour les besoins du lot 2 de la ligne 16. [©ACPresse]
Quelque 5 380 anneaux de 7 voussoirs dont 97 % en béton fibré, doivent être préfabriquées pour les besoins du lot 2 de la ligne 16. [©ACPresse]

Un cycle de malaxage plus long

Le béton s’inscrira dans une classe de résistance C40/50, avec une consistance S1, exigence liée au process industriel. Le rapport E/C sera de 0,36 et le G/S de 1,45. Le temps ouvert ne dépassera pas les 20 mn. Ce qui ne pose aucun problème au sein d’une usine de préfabrication. Les dernières caractéristiques sont une classe de chlorure Cl de 0,2,. Egalement, une classe environnementale XA2 XC3. Enfin, une teneur en air occlus inférieure à 2 %. « Le béton fibré n’est pas un classique dans lequel on introduit des fibres. Mais un béton spécifiquement formulé », rappelle Arnoux Cornille. De même, sa fabrication nécessite une approche particulière. « Le cycle de malaxage est plus long de 15 à 20 s, en comparaison à un béton classique. Mais cela n’impacte pas la cadence du carrousel, calé sur un rythme de 10 mn par poste. »Le dernier point important est l’ordre d’introduction des fibres et de l’eau. « C’est là-dessus que la qualité du béton final se joue. »

La production effective des voussoirs de la ligne 16 – Lot 2 doit débuter durant le 1ertrimestre 2020. Et ce, pour un début de pose vers la fin de ce même trimestre. Quelque 5 380 anneaux doivent être préfabriqués. « Environ 97 % du linéaire du tunnel sera construit en voussoirs fibrés, contre 3 % en voussoirs armés. Soit à peu près 160 anneaux ou 1 120 voussoirs », conclut Marco Falzone. Ce qui montre que les voussoirs fibrés ne répondront jamais à 100 % des cas…

Carottage réalisé sur un voussoir test en béton fibré.[©Alliance]
Carottage réalisé sur un voussoir test en béton fibré. [©Alliance]

La brève histoire du voussoir fibré en France

A l’image du village d’Astérix, la France a longtemps été le territoire exclusif du voussoir en béton armé. Ceci alors même que les retours d’expérience à l’échelle internationale se sont multipliés. C’est l’entreprise Bouygues Travaux Publics qui a fissuré la muraille de ce bastion imprenable, en introduisant des voussoirs en béton fibré sur certaines sections des tunnels du prolongement de la ligne 14 du métro parisien [lire BLM n° 74 - Janvier/Février 2018 -l’article “Le béton fibré à l’assaut du Grand Paris”]. Ce premier acte a ouvert la voie... La ligne 15 Sud - Lot T2c est le deuxième chantier français à voir l’utilisation de voussoirs en béton fibré, mais toujours dans le cadre d’une construction temporaire (traversée d’une zone de croisement entre le tunnel principal du métro et un tunnel menant à un atelier de maintenance). En fait, les choses devraient réellement se décanter avec le démarrage des travaux de la partie Nord-Est de ligne 16 du Grand Paris Express. Pour l’heure, deux lots ont été attribués. Confié au groupement Eiffage Génie Civil - Razel Bec - TSO (NGE), le lot 1 permettra de relier la gare Saint-Denis Pleyel et celle du Blanc-Mesnil (une portion de ce lot constitue une partie commune entre les lignes 16 et 17). Pour sa part, le lot 2 est revenu à l’entreprise italienne Salini Impregilo en groupement avec NGE. Cette section reliera Aulnay-sous-Bois (puits de raccordement au centre d’exploitation) à Chelles (puits Bel-Air). La particularité de ces deux lots est qu’ils verront la première utilisation de voussoirs fibrés dans des tunnels permanents. Compte tenu du calendrier de démarrage des travaux de pose, c’est a priori le lot 1 qui devrait ouvrir le bal.

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