Voyage à l’intérieur du tunnel de Chavanne
Un ouvrage majeur du génie civil
À l’instar des grands viaducs, la construction des tunnels reflète bien ce que l’on appelle communément le génie civil. La jonction entre les équipes française et britannique dans le tunnel sous la Manche ou plus récemment la percée du tunnel du Perthus sous les Pyrénées constituent des exemples d’images fortes symbolisant l’éclatement des frontières naturelles et le développement du transport ferroviaire à grande vitesse en Europe. Plus modestement, le tunnel de Chavanne permet d’inscrire la branche Est de LGV Rhin-Rhône dans une zone comportant d’importantes variations du relief naturel nécessitant par ailleurs la construction de cinq viaducs (du Pertuis, d’Aibre-Trémoins, des Epenottes, de la Lizaine et de la Savoureuse) sur moins de 20 km.
À noter que le point culminant de la ligne nouvelle se situe à peu près au milieu du tunnel, pour une côte altimétrique de la voie ferrée égale à 414,50 m au-dessus du niveau de la mer.
2 km de tunnel
Le creusement du tunnel en attaque double, c’est-à-dire par ses deux extrémités, a débuté fin juin 2007 ; l’objectif de jonction est fixé à janvier 2009 et la fin des travaux six mois plus tard. Les deux extrémités du tunnel sont d’abord constituées de zones dites de « faux tunnel » : 190 m à l’Ouest et 50 m à l’Est. Leur creusement est réalisé à ciel ouvert du fait de l’épaisseur insuffisante de matériaux de recouvrement sur la partie haute du tunnel, génératrice d’instabilité. La partie souterraine proprement dite s’étale sur 1730 m, et la longueur totale du tunnel de Chavanne est donc de 1970 m.La section utile dans le tunnel est de 80 m2, ce qui permet à deux TGV de se croiser à 270 km/h dans des conditions optimales. L’entrée des TGV dans un tunnel entraînant une surpression d’air potentiellement gênante pour les voyageurs, et en raison de la proximité de la gare de Belfort-Montbéliard, Réseau ferré de France a privilégié l’option technique visant à réduire la vitesse maximale des trains de 320 à 270 km/h dans le tunnel, plutôt que d’en élargir la section utile.
80 000 m3 de béton
Les techniques de creusement du tunnel sont adaptées à la nature des matériaux rencontrés. Côté tête Est, à partir de l’entrée située sur la commune de Le Vernoy dans le Doubs, des matériaux calcaires et des marnes compactes assez durs requièrent l’emploi d’explosifs. La préparation d’un tir nécessite une moyenne de 155 forages exécutés simultanément par les trois bras hydrauliques déportés d’un engin de forage spécifique appelé Robofore, également équipé d’une visée laser. Chaque tir permet de progresser de 2 à 5 mètres.
Le soutènement de la zone de fouille nue est alors assuré par une couche de béton projeté de 15 cm à 30 cm d’épaisseur et par des tirants d’ancrage scellés dans la paroi. Au total, 80 000 m3 de béton seront utilisés pour la réalisation du tunnel.
Côté tête Ouest, à proximité du village de Chavanne en Haute-Saône, le terrain est constitué de matériaux marneux plus tendres et le creusement se fait avec des moyens mécaniques traditionnels : pelles hydrauliques équipées de fraises ou de brise-roches hydrauliques.
L’aménagement du tunnel reste toutefois complexe car il faut sécuriser l’excavation des matériaux. Pour cela, des cintres métalliques de 3 tonnes assemblés au sol sont mis en place tous les mètres et demi et une couche de béton projetée est également appliquée.
225 000 m3 de déblais
Six mois après le début des travaux, ces deux techniques ont déjà permis d’ouvrir 365 mètres d’excavation brute de tunnel côté Le Vernoy et 73 mètres côté Chavanne. Constitué d’un radier général en béton armé de 50 cm à 1 m d’épaisseur surmonté d’une voûte en béton non armé d’une épaisseur moyenne de 80 cm, le revêtement définitif du tunnel est installé concomitamment à l’avancée des opérations d’excavation. Cette installation est réalisée avec un dispositif de coffrage glissant.
Lors de la jonction prévue pour janvier 2009, ce ne sont pas moins de 225 000 m3 de matériaux qui auront été déblayés. En fonction de leur qualité, ils sont soit utilisés pour la construction de la plate-forme ferroviaire, soit pour le remblaiement des deux sections de faux tunnels, ou encore mis en dépôt définitif pour constituer des terrains agricoles ou boisés.
À la fin des travaux de génie civil, les équipements ferroviaires (rails, traverses et ballast) seront acheminés normalement dans le tunnel et la pose de la voie ferrée se fera exactement comme sur le reste de la ligne. Les câbles de signalisation seront posés dans les caniveaux béton prévus à cet effet.
La sécurité dans le tunnel avant tout
En phase de construction, deux alimentations électriques spécifiques ont été réalisées afin d’alimenter les moyens de creusement, de soutènement, d’aération et de bétonnage des deux têtes. Les deux sections de tunnel abritent chacune un système qui affiche les valeurs instantanées de concentration pour chacun des gaz présents dans les galeries après le tir d’explosifs, l’enregistrement de ces valeurs permettant d’étudier la nature et la propagation de ces différents composants. De la même façon, pour assurer une sécurité maximale aux ouvriers foreurs et prévenir les risques de poches de gaz et de dégagement de poussières lors des tirs d’explosifs, des gaines d’extraction d’air fonctionnent 24 heures sur 24.
Pour la phase définitive de mise en service, un réservoir incendie d’une capacité de 180 m3 d’eau est en cours de construction côté Ouest, avec une alimentation par le réseau d’eau géré par le Syndicat des Eaux du Vernoy destinée à garantir son volume nominal de secours.
Minimiser les nuisances
Afin de minimiser la présence des engins de chantier sur la voie publique, une piste spécifique de 6 km de longueur a été aménagée en zone forestière entre les deux têtes du tunnel. Par ailleurs, les nuisances sonores occasionnées par le creusement ont incité Réseau ferré de France et son maître d’œuvre SETEC à mettre en place une campagne de contrôle acoustique dans les habitations situées au plus proche des deux têtes. Les sonomètres placés dans ces habitations permettent d’effectuer des mesures en continu. Après des pics de bruit importants relevés lors des premiers tirs d’explosifs durant l’été, les mesures ont permis de constater des niveaux acceptables pour les riverains, la situation continuant logiquement de s’améliorer au fur et à mesure que les ateliers de creusement du tunnel s’éloignent des têtes.
Toutes les précautions sont également prises pour que les tirs d’explosifs génèrent des vibrations minimales, respectant les seuils fixés par la réglementation, dans les constructions avoisinantes. Les techniques mises en œuvre côté Est du tunnel permettent aujourd’hui de maîtriser au mieux l’énergie de l’explosion pour réduire la part dissipée sous forme de vibration. Les contrôles à proximité du chantier sont réalisés avec des capteurs de vitesse de vibration constitués par des géophones. Les valeurs de déclenchement ont été fixées à 1 mm/s. Ce seuil volontairement bas n’a jamais été atteint pour les habitations équipées sur les communes de Le Vernoy et Aibre proches de la tête Est.
