Après une phase de conception de plusieurs années, à laquelle ont participé plus d’un millier d’ingénieurs et d’architectes, les travaux du Grand Paris Express débutent en 2016. Au vu de l’ampleur du projet, les travaux sont séquencés en tronçons. Quelles sont les techniques utilisées pour construire les gares souterraines ? Comment fonctionne un tunnelier ? Combien seront nécessaires pour réaliser l'ensemble du réseau ?

La construction des gares

La construction des ouvrages de service

Le creusement du tunnel

L'installation des systèmes ferroviaires


La construction des gares

Conçues selon un même principe, les gares du Grand Paris Express sont organisées autour d’un bâtiment en surface dédié aux services, aux commerces et à l’achat des titres de transport, et d’une partie en sous-sol abritant les circulations et les quais d’accès au métro.

Le chantier d’une gare comporte plusieurs étapes. L’espace nécessaire à la construction est d’abord libéré, puis la partie souterraine de la gare est construite grâce à la technique de la boîte. Avant tout creusement, les entreprises de travaux réalisent l’enveloppe souterraine étanche de l’ouvrage en coulant des parois en béton armé dans le sol, pouvant atteindre jusqu’à 50 mètres de profondeur (profondeur variable pour chaque ouvrage). Les volumes de terre contenus dans cette enceinte sont ensuite excavés.

Selon les conditions locales (nature du terrain, environnement urbain, etc.), le creusement peut se faire sous une dalle dit en « taupe » ou directement à ciel ouvert.

 

À ciel ouvert, l’intégralité du périmètre de la gare est creusée sans être couverte. Cette technique permet de travailler beaucoup plus vite.

1.  Réalisation des parois moulées
Les parois moulées qui délimitent le contour de la gare du Grand Paris Express sont construites.

2.  Terrassement du volume intérieur de la gare
Le volume intérieur de la boîte est excavé révélant au fur et à mesure du creusement le périmètre souterrain de la gare, délimité par les parois moulées.

3.  Pose des étais provisoires
Des grands tubes métalliques (butons provisoires) sont disposées au fur et à mesure du creusement afin de soutenir les parois (soumises à une forte pression du terrain).

4.  Réalisation du radier et pose des paliers définitifs
Une fois le volume souterrain excavé, une plateforme en béton (le radier) est réalisée au niveau du sol. Le tunnelier peut alors traverser la gare. Les butons sont ensuite remplacés par les planchers définitifs en béton.

La prochaine étape du chantier consistera à aménager et équiper la gare souterraine, construire le bâtiment voyageur en surface, poser la voie et les divers équipements nécessaires au fonctionnement des trains.
 

 

 


 

En taupe, un pré-terrassement est exécuté afin de réaliser la dalle en béton servant de plafond à la future gare. Une ou plusieurs ouvertures réduites sont conservées pour la circulation verticale des hommes et du matériel, le creusement du volume intérieur et l’évacuation des déblais.    

1.  Réalisation des parois moulées et la dalle de couverture
Une fois les parois moulées construites, Un pré-terrassement est réalisé pour couler la dalle de couverture.


2.  Terrassement du volume intérieur de la gare
Le volume intérieur de la boîte est excavé, par les ouvertures conservées dans la dalle de couverture, révélant au fur et à mesure du creusement le périmètre souterrain de la gare, délimité par les parois moulées.
 

3.  Pose des étais provisoires
Des grands tubes métalliques (butons provisoires) sont disposées au fur et à mesure du creusement afin de soutenir les parois (soumises à une forte pression du terrain).
 

4.  Réalisation du radier et pose des paliers définitifs
Une fois le volume souterrain excavé, une plateforme en béton (le radier) est réalisée au niveau du sol. Le tunnelier peut alors traverser la gare. Les butons sont ensuite remplacés par les planchers définitifs en béton.

La prochaine étape du chantier consistera à aménager et équiper la gare souterraine, construire le bâtiment voyageur en surface, poser la voie et les divers équipements nécessaires au fonctionnement des trains.

Le Grand Paris Express compte deux portions aériennes (sur les lignes 17 et 18), réalisées en viaduc. Ces ouvrages impliquent la construction de fondations, de poteaux (appelés piles) et la pose du tablier. Pour limiter les opérations sur site, les méthodes constructives choisies privilégient au maximum le recours aux éléments préfabriqués.

La construction des ouvrages de service

Construits le long du tracé du Grand Paris Express, quelque 300 ouvrages de service assurent le bon fonctionnement du métro, ainsi que le confort et la sécurité des voyageurs : puits de sécurité et de ventilation, ouvrages de décompression et d’épuisement ou encore postes d’alimentation en énergie. Leur construction est similaire à celle de la partie souterraine des gares, faisant appel aux techniques du creusement à ciel ouvert et des parois moulées.

Le creusement du tunnel

Le tunnel du métro du Grand Paris Express est réalisé, pour l’essentiel, à l’aide de tunneliers. Une quarantaine d’engins, au total, seront déployés sur le tracé. Cette méthode garantit une construction rapide et sûre des tunnels, tout en présentant de nombreux avantages en termes d’emprise au sol, de déblais et de nuisances.

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Les tunneliers du Grand Paris Express

Les tunneliers, énormes machines capables de creuser des galeries souterraines, évoluent à très grande profondeur, de 15 à 55 mètres sous la surface du sol, à un rythme de 10 à 15 mètres par jour. Ils assurent plusieurs fonctions : forage, évacuation des déblais et pose des anneaux en béton armé du tunnel. Les machines progressent à partir de puits d’entrée jusqu’à des puits de sortie. Creusés dans le sol, à l’intérieur d’une enceinte de parois moulées, les puits sont autant que possible construits à l’emplacement d’un futur ouvrage du métro pour mutualiser les installations du chantier. Une fois le puits réalisé, le tunnelier est acheminé pièce par pièce, par convoi exceptionnel avant d’être assemblé à l’intérieur de l’ouvrage. Durant la phase de creusement le puits d’entrée sert à l’approvisionnement du tunnelier en voussoirs (anneaux en béton préfabriqués qui constituent le revêtement du tunnel), ainsi qu’à l’évacuation des terres excavées.

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A l'intérieur du tunnelier

Le tunnelier maintient une pression continue sur la zone, assurant leur stabilité lors du creusement. Il présente aussi l’avantage de limiter aux seuls puits d’entrée et de sortie l’emprise de chantier en surface. Contrairement à la technique utilisée au siècle dernier pour construire le métro parisien (des tranchées ouvertes creusées le long des avenues de la capitale), les tunneliers du Grand Paris Express réduisent au strict minimum la production de terres excavées.

L'installation des systèmes ferroviaires

Une fois les infrastructures bâties, faire fonctionner le métro implique la mise en place de systèmes techniques complexes. Ils sont classés par grandes catégories fonctionnelles qui constituent le cœur du "système de transport". On entend par "système" tout ce qui possède une source électrique ainsi que la voie : la conduite automatique, les courants forts, les courants faibles et la supervision, les façades de quai, les automatismes et commandes centralisées, le matériel roulant, les équipements de maintenance, les équipements électromécaniques des stations, les équipements électromécaniques en ligne (ventilation de désenfumage).