Les tunneliers sont généralement offerts dans un diamètre variant entre 5 et 17 mètres. Il existe aussi des microtunneliers proposant des dimensions plus petites, avec un diamètre d’excavation allant jusqu’à 4 mètres. De nos jours, ces microtunneliers sont couramment utilisés pour la construction d’infrastructures souterraines partout dans le monde. Le microtunnelage est une alternative rapide à la pose conventionnelle de canalisation en tranchée, puisqu’il s’agit d’une méthode de forage et de pose de canalisation souterraine, complètement automatisée et sans impact en surface.
Les microtunneliers présentent des diamètres variants entre quelques centimètres et 4 mètres. Ils sont généralement utilisés pour l’excavation de réseaux souterrains d’adduction d’eau potable, de gestion des eaux usées, d’énergie et de communications.
Les projets effectués avec les microtunneliers ne nécessitent pas de travaux d’excavation en tranchée. Il s’agit d’une technique particulièrement appropriée pour limiter les perturbations dans les zones à population dense, les zones traversant une géologie particulière, pour pénétrer à travers des sols présentant des hauts niveaux d’eau, sous les rivières ou pour surmonter les obstacles dans les espaces de construction restreints. L’utilisation de microtunneliers est en augmentation, particulièrement en raison de leur faible empreinte sur l’environnement comparativement aux méthodes d’excavation traditionnelles.
Le microtunnelage est une méthode d’excavation continue et rapide, nécessitant peu d’interruptions.
Facteurs à considérer pour les projets de microtunnelage
Les principaux paramètres à prendre en considération lors de la planification d’un projet de microtunnelage sont :
- La dimension du tunnel
- La longueur
- L'alignement
- La localisation et la profondeur des puits
- Les points d'entrée et de sortie
- La présence d'eau souterraine
- La géologie (selon la technologie utilisée, même les géologies les plus complexes peuvent être excavées sur de longues distances)
Il existe deux types différents de microtunneliers, des machines à pression de boue et à pression de terre. Avec ces deux types de machines, il est possible d’excaver à travers la plupart des types de sols, notamment le limon, l’argile, le sable, le gravier et même la roche dure.
Les machines à pression de boue injectent une suspension de bentonite dans le front de taille pour limiter le tassement à la surface. Dans les machines à pression de boue, le sol excavé est mélangé avec la suspension, puis pompé vers une station de séparation située à l’extérieur du tunnel. Ce type de machine est généralement utilisé pour les sols de limon ou les sols cohérents, mais peut aussi être utilisé dans le gravier ou la roche
Les machines à pression de terre ne nécessitent pas l’injection de bentonite pendant l’excavation, mais nécessite un conditionnement du sol, par l’utilisation d’agents moussants et parfois de polymères, avant le l’extraction par vis. Dans les machines à pression de terre, le sol extrait et transféré dans une chambre, puis évacué vers l’extérieur du tunnel par des rames de wagons tirés par un treuil, des trains.
1. Canalisations et voussoirs en béton
Les tuyaux de canalisation et voussoirs en béton pour tunnels doivent être de grande qualité et ne doivent pas présenter d’imperfections sur la surface. Le béton doit généralement présenter une résistance initiale élevée pour une production rapide et pour augmenter la durabilité de la durée de vie en service.
Adjuvants : Sika® ViscoCrete® est un superplastifiant qui améliore l’ouvrabilité et augmente la résistance finale et la durabilité du béton.
Agents de décoffrage/démoulage : Les lubrifiants pour moules Sika® Separol® sont utilisés pour assurer un démoulage facile et pour améliorer l’apparence de la surface du béton.
Enduits de protection : Dans certains cas précis, où le sol présente des agents
agressifs qui pourraient attaquer le béton, les systèmes d’enduits Sikagard®
offrent un niveau de protection élevé au béton.
2. Scellement des voussoirs
Les joints d’étanchéité hydrophiles sont utilisés pour sceller les espaces entre les voussoirs de béton ou d’acier.
Les joints hydrophiles SikaSwell® se dilatent lorsqu’ils entrent en contact avec
l’eau pour former un joint de compression et bloquer les infiltrations d’eau en
fonction de la pression requise, de la taille de l’espace et des besoins de
durabilité du projet.
4. Injections
Avant le début des travaux d’excavation, il peut être nécessaire d’améliorer la condition du sol afin d’éviter la pénétration de l’eau dans le puits au moment
où la machine pénètre l’anneau de scellement. Dans certains cas spécifiques, il peut même être nécessaire de stabiliser le sol afin d’éviter le tassement de la
surface.
Il est possible de trouver des produits spécifiques au traitement du sol dans la gamme de produits d’injection Sika® et SikaFix®.
5. Mastics
Plutôt que d’installer des conduits d’un diamètre large, les voussoirs de béton sont installés dans le tunnel pour former des anneaux.
Les mastics pour joint de queue Sika® sont pompés entre les rangées de brosses situées entre la jupe et les voussoirs pour prévenir les infiltrations d’eau, de sol et de coulis de remblayage dans la machine.
6. Agents moussants
Comme tous les sols ne se prêtent pas à l’excavation par microtunnelier à pression de terre, l’utilisation de mousses sur le front de taille est parfois nécessaire pour conditionner le sol et permettre aux tunneliers d’obtenir de meilleurs taux d’avancement.
Les agents moussants de Sika® ont été formulés spécialement pour répondre à différentes exigences pendant l’excavation et pour faciliter les excavations à l’aide de microtunneliers à pression de terre.
Autheur
Alejandro Velez
Ingénieur de produit corporatif
TBM / Infrastructure / Mine
Sika Services AG