La délégation Sud Ouest de l’AFGC a organisé, conjointement avec l’ASTEE, le 28 novembre 2019 une journée technique consacrée à la réalisation, sous maîtrise d’ouvrage de Bordeaux Métropole, d’une galerie sous-fluviale sous la Garonne avec une station de pompage associée. L’objet de ce chantier est le passage sous la Garonne des effluents de la Rive Droite à destination de la station Louis Fargue située Rive Gauche grâce à un la création d’un tunnel de diamètre intérieur 2.4m. Les puits d’entrée et de sortie sont réalisés et le microtunnel est entrain de réaliser le percement. La station de pompage sera réalisée en suivant.
Mêlant les compétences hydraulique, génie civil et microtunnel, cet ouvrage conçu et réalisé en maquette BIM a été présenté lors de cette journée.
Le programme:
10h00 Mot d’accueil et présentation des associations
- Bordeaux Métropole
- ASTEE et AFGC
10h20 Présentation du contexte du projet
> Bordeaux Métropole
10h40 Présentation du projet
> SUEZ et EIFFAGE GENIE CIVIL
11h00 Points Techniques
- Hydraulique : SUEZ et EIFFAGE GENIE CIVIL HYDRAULIQUE
- Microtunnel : EIFFAGE GENIE CIVIL RESEAUX
- BIM : BORDEAUX METROPOLE et ARCADIS
12h Cocktail déjeunatoire
13h30 – 16h30 Visite du site par groupe de 10 personnes
La construction de logements et de bureaux dans le quartier Brazza, sur la rive droite de Bordeaux, doit s’accompagner d’une modification du réseau d’assainissement. En effet d’ici 2030, les besoins en termes d’assainissement des eaux usées devraient tripler, passant de 10 000 EH, à 30 000 EH.
Les eaux usées de ce quartier sont actuellement envoyées vers la station d’épuration de Clos de Hilde à Bègles. Cette station d’épuration ne sera pas en mesure d’absorber l’augmentation du volume d’eaux usées projetée sur le bassin de collecte du quartier Brazza.
Les effluents collectés devront donc être transférés sur la rive gauche de la Garonne vers la station d’épuration Louis Fargue qui a été agrandie et remise aux normes récemment. Pour permettre ce transfert des effluents entre la rive droite de la Garonne et la rive gauche, il est notamment nécessaire de réaliser une galerie technique sous fluviale. Cette galerie technique, d’un diamètre intérieur de 2.4m, accueillera 2 canalisations PRV de 400mm de diamètre pour le refoulement des effluents mais également une canalisation de 500mm de diamètre d’eau potable et des réseaux secs. Le fait d’avoir 2 canalisations de refoulement permettra de sécuriser l’exploitation et de suivre la croissance progressive du volume d’effluents à traiter d’ici 2030.
Présentation 1 : Présentation du contexte du projet (M. Bouyer – Bordeaux Métropole)
Lors de la conception du projet, différents solutions technique avaient été envisagées pour le franchissement de la Garonne :
– une traversée en souille, mais cette solution présente des difficultés pour le raccordement au niveau des quais,
– un forage dirigé, mais la longueur du tir et les emprises nécessaires sur les rives rendent sa mise en oeuvre complexe,
– un forage au micro-tunnelier.
C’est cette dernière solution qui a été retenue car elle permet notamment d’accueillir d’autres réseaux dans la galerie ainsi réalisée (canalisation structurante d’eau potable, câbles haute tension, réseaux sec d’autres concessionnaires). Les deux puits nécessaires pour la réalisation de la galerie seront également réutilisés lors de l’exploitation de la galerie pour y intégrer des équipements (station de pompage des eaux pluviales, pompes de refoulement des effluents).
Sur la rive droite, un bâtiment sera réalisé pour héberger les personnels exploitant les équipements installés dans la galerie et les puits. Ce même bâtiment accueillera les locaux nécessaires à l’exploitation du pont Chaban-Delmas et à l’accueil de ses visiteurs.
Ces ouvrages sont réalisés sous la maîtrise d’ouvrage de la Direction de l’eau de Bordeaux Métropole. Le groupement de maîtrise d’oeuvre est composé de SUEZ, FONDASOL et Atelier Schweitzer Architectes. Eiffage Génie Civil est titulaire du marché de travaux pour un montant de 20,3M€HT, ses principaux sous traitants sont Eiffage Réseau et Valentin (pour la galerie), et Eiffage Hydraulique Nantes (pour la station de pompage). Le délai de l’opération est de 27 mois.
Présentation 2 : Présentation du projet (P. Lalanne – Suez & S. Decaux – Eiffage)
2 – 1 La Conception :
Le tracé de la galerie a été contraint par :
– les points de départ et d’arrivée pour permettre le raccordement aux collecteurs existants ;
– la présence d’obstacles (fondations des quais, présence du pont Chaban Delmas) et l’objectif de rester sous le domaine public ;
– la contrainte d’obtenir un profil en long montant pour faciliter l’exploitation des équipements ;
– les contraintes géologiques afin d’éviter au maximum les couches de sables et galets sous la Garonne :
– les courbes limitées à un rayon minimal de 400m.
Le tracé retenu est une trajectoire en S faisant une longueur de 750m, pour une profondeur comprise entre -30mNGF rive droite et -20mNGF rive gauche.
L’agencement du puits sur la rive droite a notamment fait l’objet d’une étude poussée afin d’y implanter les deux stations de pompage qui ont des capacités de 400l/s (eaux usées) et de 1200l/s (eaux pluviales) sur les niveaux supérieurs du cylindre de 11m de diamètre et 35m de profondeur que représente ce puits.
L’adoption d’une démarche BIM (Building Information Modelling) a permis de faciliter la conception de cet ouvrage.
Pour le bâtiment d’exploitation, l’architecte a choisi de réaliser des façades végétalisées afin de l’intégrer dans son environnement.
2 – 2 Les Travaux
Les travaux à réaliser constituent un projet technique et pluridisciplinaire :
– Déviation des réseaux existants, tout en assurant la continuité de service des réseaux impactés
– Réalisation des puits d’entrée et de sortie en paroi moulée réalisée à l’aide d’une fraise hydraulique (80cm d’épaisseur, 43m de profondeur, 0,5% de tolérance de verticalité)
– Terrassement des puits en grande profondeur à l’aide d’une pelle Caméléon
– Raccordement au réseau existant EU Ø1000 avec un microtunnelier DN800 pour ne pas perturber le trafic routier sur la rive droite
– Réalisation de la galerie technique par microtunnelier DN2400
– Études, fourniture, pose et mise en service de l’ensemble des équipements hydrauliques de la station de pompage y compris ventilation, désodorisation et électricité
– Réalisation du gros-œuvre hors d’eau et hors d’air du bâtiment d’exploitation
– Mise en œuvre, gestion et suivi jusqu’au DOE d’une maquette numérique BIM
Certains choix ont été guidés par des considérations environnementale afin de diminuer l’empreinte carbone du chantier, et notamment :
– La mise en place d’un bypass gravitaire plutôt que l’utilisation d’un pompage provisoire sur une durée de 6 mois ;
– Le raccordement des postes haute tension sur le réseau ENEDIS pour les travaux de creusement au micro-tunnelier afin d’éviter la mise en place de groupes électrogènes ;
– Les déblais des parois moulées ont été évacués par barge et clapés dans la Garonne pour éviter la circulation de centaines de camions sur le réseau routier de Bordeaux.
Les déblais de terrassement seront valorisés par un réemploi des argiles par Bordeaux Métropole pour la réparation de digues et le remblaiement de carrières.
Présentation 3 : Points techniques spécifiques
3 – 1 Le microtunnelier (J. Aubert – Eiffage)
Cette galerie technique est réalisée à l’aide d’un micro-tunnelier. Ce projet comporte plusieurs particularités :
– La longueur du tir (750m) induit d’importants efforts de frottement lors du fonçage, ce qui nécessite la mise en place de stations de poussée intermédiaires. Des pipettes d’injections sont également présentes tout au long du tunnel pour injecter un coulis de lubrification et limiter les frottements avec le terrain.
– Les tuyaux ont un diamètre extérieur de 3m (pour un diamètre intérieur de 2,4m). Il sont équipés lors de la fabrication avec un double joint d’étanchéité à lèvres et des rail Alfen (qui permettront de fixer des réseaux dans la galerie). Les conduites de marinage sont également disposées dans les tuyaux avant leur descente au fond du puits.
– Le tunnel est courbé dans deux directions, altimétrique et planimétrique. Ces courbes réduisent la résistance des tuyaux lors de la poussée. Sur ce chantier, des Jackcontrol ont été mis en place. Ils permettent une meilleure répartition des efforts à la jonction des tuyaux et un contrôle des efforts induits par la poussée.
– Ce tunnel traverse divers horizons géologiques tels que des marnes, des sables et galets. La roue de coupe comporte des molettes et des racleurs. Le marinage est hydraulique.
– Le contrôle de la pression est réalisé de façon automatisée au niveau du front de taille, ce qui est rare pour des micro-tunnelier. Ce système permet de s’affranchir des risques liés aux terrains instables au niveau du front de taille.
– La présence d’eau dans le sol et la traversée sous-fluviale nécessitent de contrer la pression de l’eau, notamment lors de la traversée de la paroi moulée par la machine. Pour cela un presse-étoupe est disposé entre la paroi-moulée et les tuyaux. Il est complété d’un joint de secours “chambre à air” qui sert en cas exceptionnel à empêcher le ruissellement des eaux souterraines.
– Le tunnelier est équipé d’un système de sas pour permettre l’accès au front de taille en conditions hyperbares afin d’inspecter et remplacer les outils de la roue de coupe.
3 – 2 Les études hydrauliques des stations de pompage (F. Neveu – Eiffage & P. Lalanne – Suez)
Le puits du quai de Brazza (rive droite), sera équipé de deux stations de pompage : une première station pour le refoulement des effluents vers la rive gauche. Une seconde pour le pompage des eaux pluviales vers la Garonne. Deux réservoirs, appelés bâches, seront réalisés dans le puits afin d’y implanter les pompes.
Les pompes utilisées pour les effluents sont de type centrifuge, celle pour les eaux pluviales sont de type axial (pompes à hélices).
Gare de raclage, Désodorisation physico-chimique et Dispositif anti-bélier seront également implantés dans ce puits.
Les canalisations dans le puits sont en acier inoxydable, elles sont en PRV dans la galerie.
L’accès au fond de puits se fait par un escalier, mais des trappes permettent également une manutention jusqu’au fond du puits.
Pour répondre aux exigences de sécurité de fonctionnement, les pompes, les automates et les mesures de niveaux sont redondants. L’alimentation électrique est sécurisée à l’aide de 2 groupes électrogènes de 500kVA.
Le puits du quai rive gauche comporte une chambre de rejet pour les effluents, une gare de réception pour le raclage et une désodorisation sur charbon actif.
Des études hydrauliques spécifiques ont été réalisées avec une pré-modélisation numérique des bâches de pompage, puis un modèle physique depuis l’ouvrage d’arrivée (canal dégrillage) jusqu’aux bâches de pompage. Trois itérations ont été réalisées sur le modèle physique afin de trouver la meilleure géométrie des ouvrages pour fiabiliser le fonctionnement des pompes.
La chambre de rejet des effluents a fait l’objet d’une modélisation numérique.
L’études des régimes transitoires a conduit à supprimer les clapets pour les remplacer par des vannes motorisées
3 – 3 L’approche BIM (T. Sablon – Arcadis)
Le BIM n’avait pas été envisagé par la maîtrise d’ouvrage. Mais face à la complexité du projet, la maîtrise d’oeuvre a choisi dès la phase de conception d’intégrer le BIM dans le schéma organisationnel du projet. L’objectif étant de constituer une base de données des ouvrages à réaliser associée à leur représentation en 3 dimensions.
Le niveau de BIM utilisé dans le projet du tunnel de Brazza est le niveau 2 : plusieurs maquettes ont été réalisées, puis celles-ci ont été combinées lors de réunions de synthèse. Dans le cadre du projet Brazza, 3 maquettes ont été produites :
– Une maquette pour les ouvrages de génie civil ;
– Une maquette MEP pour l’assainissement ;
– Une maquette MEP pour les eaux pluviales.
La démarche adoptée est la suivante :
– Réalisation de chacune des maquettes de production par les entreprises respectives ;
– Synthèse des maquettes au sein d’une maquette centrale, réalisée par la maîtrise d’oeuvre, à l’aide du logiciel Navisworks ;
– Intégration des données analysées au sein d’une plateforme de gestion en ligne ;
– Publication mensuelle faite par la maîtrise d’oeuvre auprès de chaque intervenant.
Le niveau de détail initialement choisi a évolué au cours du projet pour s’adapter au mieux aux besoins des intervenants.