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Doubler le réseau du métro de Paris à l’aide de mastodontes creuseurs

La roue de coupe est en train d'être posée sur ce tunnelier qui servira à creuser un tunnel du métro de Paris. Photo: Gerard Rollando/Société du Grand Paris
Daniel Carrière

C'est un des plus gros chantiers de génie civil d'Europe. La ville de Paris va doubler la taille de son réseau de métro en ajoutant 170 km de voies souterraines. Et pour creuser les tunnels, elle utilise des machines gigantesques à la fine pointe de la technologie qui « mangent » littéralement le roc, une technique qu'utilisent aussi des villes au Canada.

La construction du Grand Paris Express, c’est 4 nouvelles lignes et 68 nouvelles gares qui permettront d’aller d’une banlieue à l’autre sans passer par le centre-ville. Le projet de 50 milliards de dollars canadiens, qui a été amorcé cette année, permettra de désengorger le réseau de métro actuel.

Carte montrant les nouvelles lignes prévues du Grand Paris ExpressLes nouvelles lignes prévues du Grand Paris Express Photo : Société du Grand Paris

Pour y arriver, on a fait à appel à une armée d’immenses tunneliers. Ces excavatrices qui fonctionnent à l’électricité coûtent entre 15 et 30 millions de dollars l’unité. Elles sont construites sur mesure selon les particularités géologiques du chantier et de la taille du tunnel.

D’ici la fin de l’année, une vingtaine de ces monstres d’aciers vont creuser les quatre nouvelles lignes du Grand Paris Express ainsi que les prolongements des lignes vers les aéroports d’Orly et Charles-de-Gaulle.

Les tunneliers du Grand Paris Express percent des trous de 8,7 mètres de diamètre, mais ils peuvent être beaucoup plus gros. À Hong Kong par exemple, le plus gros tunnelier du monde a percé un tunnel 17 mètres de diamètre en 2015.

Voici les composantes de ces mastodontes :

On voit un schéma d'un tunnelier, en gros plan.L’avantage du tunnelier, c’est qu’il permet de faire trois opérations en même temps : creuser un tunnel, évacuer la terre sur des tapis roulants et construire la voûte du futur métro en un seul passage. Photo : Société du Grand Paris et Radio-Canada
  • À l’avant se trouve la roue de coupe, avec sa mâchoire rotative munie de dents d’acier (le numéro 1 sur le schéma). On retrouve une tête de forage orientable qui, grâce à des molettes, crée des sillons qui font éclater le roc.
  • Au centre du train, le pilote dans sa cabine (2) conduit le tunnelier à l’aide de capteurs qui mesurent la pression que l’engin exerce sur le front de coupe. Le tunnelier avance jusqu’à 12 mètres par jour et navigue sous terre en s’appuyant sur une vingtaine de vérins hydrauliques (3).
  • Une vis sans fin (4) évacue les débris sur des tapis roulants qui s’étirent sur des kilomètres. On estime que 43 millions de tonnes de déblais (5) seront évacuées par ces engins d’ici la fin du projet.
  • Au fur et à mesure qu'il progresse, le tunnelier assemble les sept sections de l’anneau qui forme la structure du tunnel. Ces sections, qu’on appelle voussoirs (6), sont des blocs de béton préusinés de plusieurs tonnes qui s’imbriquent les uns dans les autres pour former un anneau parfaitement étanche. L’avantage du tunnelier, c’est qu’il creuse le sol, évacue les déblais et construit les parois du tunnel en un seul passage.

Le Grand Paris Express n’est pas sans sa part de controverse. Les coûts explosent : ils sont passés de 19 à 35 milliards d’euros (de 28 à 52 milliards de dollars). On a aussi accumulé beaucoup de retard. On souhaitait inaugurer les nouvelles lignes avant les Jeux olympiques de Paris de 2024. On sait maintenant que seulement une partie du réseau sera terminé à temps pour les Jeux.

Et au Canada?

La ville de Toronto utilise des tunneliers depuis près de 10 ans pour agrandir son réseau de métro. En tout, 20 km du réseau de transport souterrain ont été creusés à l’aide de tunneliers.

À Montréal ce n’est pas le cas. Les galeries du métro de Montréal sont plutôt creusées à l’aide d’une haveuse.

On voit l'excavatrice à l'oeuvre dans une cavité creusée dans le sol.La haveuse à l'oeuvre pour la construction du garage Côte-Vertu, à Montréal. Photo : Julien Perron-Gagné/STM

Cette excavatrice a deux têtes rotatives munies de 250 dents d’acier qui grugent la paroi rocheuse. La haveuse creuse en moyenne 5 mètres par jour. Elle est moins rapide qu’un tunnelier. Mais elle à un avantage : elle génère moins de pertes qu’un tunnelier.

Sylvain Paquet, le directeur du garage de la Société de transport de Montréal (STM), souligne que la haveuse coupe précisément l’ouverture désirée pour le métro.

On voit M. Paquet qui montre à l'écran un plan d'un tunnel.Sylvain Paquet, le directeur du projet à la STM, montre une vue en coupe d'un tunnel qui serait creusé à l'aide d'un tunnelier. La partie en gris représente la portion qui devrait être remplie avec du béton une fois l'excavation effectuée. Photo : Radio-Canada

« Si on avait utilisé un tunnelier pour creuser le métro de Montréal, toute la zone qui est en dessous du chemin de roulement des trains est à remplir. Vous le voyez, 35 % à 40 % du volume qu'on aura excavé avec le tunnelier est à remplir avec du béton par la suite. »

Le premier grand tunnelier va faire son entrée dans le grand Montréal cet été. Le Réseau express métropolitain (REM) a fait l’acquisition d’un tunnelier pour construire une partie de son nouveau réseau de transport.

Par ailleurs, lors d'une visite fin 2017 à Paris, la mairesse de Montréal, Valérie Plante, s'était dite impressionnée par le chantier du Grand Paris Express et disait vouloir s'inspirer de la technologie utilisée dans la capitale française pour le projet de ligne rose à Montréal.

Le reportage de Daniel Carrière et Éric Lemyre a été diffusé à l'émission Découverte, dimanche, à 18 h 30, à ICI Radio-Canada Télé.

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