AlpTransit Gotthard Nouvelles voies de communication au coeur de la Suisse - Le Temps
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AlpTransit Gotthard Nouvelles voies de communication au cœur de la Suisse La première ligne de plaine à travers les Alpes voit le jour au Saint-Gothard. Cette nouvelle liaison ferroviaire relie Altdorf à Lugano. Pour le transport de marchandises, elle représente une réelle alternative à la route, tandis que le transport voyageurs profite de liaisons améliorées ainsi que de temps de trajet plus courts. 1
Contenu 2 Politique suisse des transports 3 La NLFA au Saint-Gothard 4 Ligne de plaine 5 Transport de marchandises 6 Trafic voyageurs 7 Planification 8/9 Financement 10 Organisation 11 Tunnel de base du Saint-Gothard 12 / 13 Tunnel de base du Ceneri 14 / 15 Mesures 16 / 17 Géologie 18 / 19 Méthode d’excavation 20 Aménagement interne 21 Protection de l’environnement 22 Gestion des matériaux 23 Equipement du gros œuvre 24 – 27 Equipment de technique ferroviaire 28–41 Mise en service 42 Exploitation ferroviaire 43–47
Politique suisse des transports Durable et tournée vers l’avenir La NLFA permet de mettre en œuvre des objectifs importants de la politique suisse des transports: transfert du trafic de poids lourds de la route au rail et améliorations du trafic voyageurs. La Suisse mise sur une politique des Francfort/Hambourg/Rotterdam 3 transports écologique, efficace et finan- çable. La modernisation de l’infrastruc- Vienne ture ferroviaire ainsi que l’intégration au Paris réseau européen à grande vitesse en font également partie. Dans la mesure du possible, le transport des marchan- Bâle Zurich dises sera à effectuer par voie ferrée. Le transfert du trafic de la route au rail pro- Paris tège la zone alpine sensible contre la Berne pollution de l’environnement, causée par Saint-Gothard la circulation sans cesse croissante. Lötschberg Genève Ceneri La nouvelle ligne à travers les Alpes La Suisse table sur différents projets pour atteindre ses objectifs de transports: Rail Turin Milan 2000, raccordement au réseau ferro- Venise viaire européen du trafic à grande vi- tesse, mesures antibruit ou Rail 2030. Avignon Gênes Les grands projets de la nouvelle ligne Espagne ferroviaire à travers les Alpes (NLFA) au Lötschberg et au Saint-Gothard en Rome Raccordement au réseau ferroviaire européen du trafic à grande vitesse constituent cependant les pièces maî- Axes de transit en Suisse tresses. Le trafic circule d’ores et déjà à NLFA – Nouvelle ligne ferroviaire à travers les Alpes travers le tunnel de base du Lötschberg depuis 2007. En revanche, il est prévu La NLFA au sein du réseau ferroviaire européen que le tunnel de base du Saint-Gothard entre en service fin 2016 et le tunnel de base du Ceneri fin 2019. La route roulante au Saint-Gothard
La NLFA au Saint-Gothard Nouvelles voies à travers les Alpes Avec la construction de la nouvelle ligne ferroviaire à travers les Alpes (NLFA) naît une liaison ferroviaire rapide et performante au Saint-Gothard. Les deux tunnels de base du Saint-Gothard et du Ceneri en constituent les pièces maîtresses. 4 La NLFA crée de nouvelles perspectives L’axe de la NLFA au Saint-Gothard est le pour le trafic ferroviaire à travers les plus important projet de construction de En bref Alpes. Les marchandises peuvent ainsi Suisse. Il comprend les tunnels de base être acheminées de manière efficace et du Saint-Gothard et du Ceneri ainsi que Tunnel de base du Saint-Gothard écologique Basel par le rail.Zürich Les temps de tra- leurs raccordements aux lignes ferro- y Longueur totale 57 km: plus long jet du transport voyageurs national et viaires existantes. tunnel ferroviaire du monde international sont fortement raccourcis. y Ilrelie le portail Nord à Erstfeld au Arth-Goldau portail Sud à Bodio Schwyz y Couverture maximale de la roche: 2300 m y Acteurs de la construction: Bâle Zurich 1800 personnes Altdorf y Percement des tubes principaux: 75% aux tunneliers, 25% par ERSTFELD abattage à l’explosif y 2 stations multifonctionnelles à Faido AMSTEG et Sedrun y Vitesse maximale: SEDRUN Trains marchandises 160 km/h Trains voyageurs 250 km/h Tunnel de base du Saint-Gothard y Déblais: 28 millions de tonnes longueur totale 57 km y Ouverture prévue: 2016 Tunnel de base du Ceneri y Longueur totale 15,4 km FAIDO y Relie le portail Nord à Vigana près de Camorino au portail Sud à Vezia près de Lugano BODIO Biasca y Couverture maximale de la roche: 800 m Guistizia y Acteurs de la construction: Ligne AlpTransit 400 personnes Galerie d’accès y Percement: 100% abattage à Bellinzone l’explosif Ligne ferroviaire existante CAMORINO y Vitesse maximale: Portail Trains marchandises 160 km/h Tunnel de base du Ceneri Trains voyageurs 250 km/h SIGIRINO longueur totale 15,4 km y Déblais: 8 millions de tonnes VEZIA Lugano y Ouverture prévue: 2019 Milan Tracé de l’axe du Saint-Gothard
Ligne de plaine Plus productif grâce à l’innovation La première ligne de plaine à travers les Alpes voit le jour au Saint-Gothard. Elle relie Altdorf à Lugano avec un minimum de côtes et de virages. Son point culminant se situe à une altitude de 550 m au-dessus du niveau de la mer, soit à la même altitude que la Berne fédérale. La ligne de plaine réduit de 40 km la 5 distance entre Bâle et Chiasso et son inclinaison maximale atteint 12‰ seule- ment, soit nettement moins que le trajet de montagne du Saint-Gothard (26‰). Avantages pour le transport voyageurs et de marchandises Les nouveaux trajets réduisent fortement les durées des trajets du transport voya- geurs. Les trains voyageurs circuleront à des vitesses pouvant atteindre jusqu’à 250 km/h. Comparé à aujourd’hui, leur nombre augmentera d’environ 25% sur l’axe Nord-Sud. Grâce à l’absence de dénivellation, davantage de trains marchandises pourront circuler. De plus, les trains consommeront moins d’éner- gie sur la ligne de plaine que sur le tronçon de faîte et les trajets plus courts permettront d’arriver plus rapidement à destination. Portail Sud du tunnel de base du Saint-Gothard à Bodio 2500 m 2000 m 1500 m 1000 m Göschenen Airolo Arth-Goldau Lugano 500 m Chiasso Milan 0m Bâle Zurich Zoug Erstfeld Biasca Bellinzone Saint-Gothard Ceneri Ligne de plaine au Saint-Gothard et au Ceneri
Transport de marchandises De la route au rail Le transport de marchandises ne cesse de croître sur l’axe Nord-Sud. Selon les pronostics, il en sera de même à l’avenir. Afin de protéger l’espace alpin sensible, le plus grand nombre de marchandises possible sera transporté sur le rail. 6 Pour transférer davantage de marchan- dises de la route au rail, il faut que la voie ferrée puisse faire concurrence à la route. La ligne de plaine au Saint-Gothard fait figure d’alternative réelle. Davantage de capacité de transport pour le trafic marchandises 220 à 260 trains pourront rouler quoti- diennement sur le nouveau trajet. Ce chiffre est nettement supérieur à celui de la ligne sommitale (140 à 180). Les trains de marchandises, à la fois longs et lourds, circuleront également sur la ligne de plaine linéaire. 2000 tonnes de charge remorquable pourront traverser la Suisse sans maintien et locomotive de pousse supplémentaires, ce qui permet d’économiser le temps autrefois néces- saire aux manœuvres. La capacité de transport passera ainsi d’actuellement Trains de marchandises en Léventine circulant en direction sud environ 20 millions de tonnes à près de 50 tonnes. L’augmentation prévue du trafic marchandises pourra ainsi être maîtrisée. Convois sur l’axe Nord-Sud Des trains de marchandises, mesurant en général 750 m, circuleront sur l’axe Millions de tonnes du Saint-Gothard. Près d’un tiers d’entre 25 eux transitent par Luino vers les termi- naux de chargement d’Italie du Nord. 20 Environ deux tiers des convois avec cap 15 sur l’Italie passent par Chiasso, tandis 10 que près d’un tiers des trains de mar- chandises pour Anvers passent par Bâle. 5 Les deux autres tiers transitent par Bâle 0 pour se rendre dans les régions indus- 1980 1984 1989 1994 1999 2004 2009 2010 trielles d’Allemagne, le port de Rotter- dam ou la Scandinavie. Une petite part Rail Rue se rend dans les ports rhénans bâlois. Evolution du fret transalpin en Suisse de 1981 à 2010
Trafic voyageurs Bonnes liaisons et trajets plus courts Pour les voyageurs, la NLFA au Saint-Gothard est synonyme de saut quantique. Le trajet Zurich–Bellinzone se réduira à une distance pendulaire tandis que le temps de trajet comptera moins de trois heures pour Milan. Grâce aux innovations réalisées sur le heures sur l’axe Nord-Sud, voire même de jusqu’à 250 km/h, et ce grâce à son 7 tronçon du Saint-Gothard, le trafic ferro- toutes les demi-heures pendant les tracé rectiligne, sans virages en lacets ni viaire pourra faire concurrence à l’auto- weekends et les heures de pointe. Si le passages à niveau sur les tronçons à ciel mobile et à l’avion. Plus de 20 millions de nombre de passagers affiche une hausse ouvert. On crée ainsi les conditions personnes en profiteront dans la zone constante, un rapprochement des ho- d’infrastructure technique permettant comprise entre l’Allemagne du Sud et raires à une cadence de 30 minutes sera d’atteindre des futurs temps de trajet l’Italie du Nord. possible, et ce sans limiter pour autant les d’environ une heure et demie entre capacités du trafic de marchandises. Zurich et le Tessin, respectivement de De meilleures correspondances moins de trois heures entre Zurich et pour les voyageurs pendulaires et Des vitesses de pointe Milan. Ces temps dépendent cependant les touristes d’une journée atteignant 250 km/h des adaptations apportées aux voies Les horaires des trains nationaux et inter- La nouvelle ligne du Saint-Gothard est d’accès et aux travaux d’amplification du nationaux seront harmonisés à partir des une ligne à grande vitesse. Sur 60 km du réseau ainsi que du matériel roulant nœuds ferroviaires de Zurich et Milan. nouveau tracé, les trains de voyageurs utilisé. Les trains voyageurs circuleront toutes les peuvent circuler à une vitesse de pointe La nouvelle ligne ferroviaire à travers les Alpes est synonyme d’avantages pour les voyageurs
Planification De l’idée à la réalisation L’idée d’une ligne de plaine à travers les Alpes n’est pas neuve. La première idée visionnaire d’un tunnel de base du Saint-Gothard remonte déjà à 1947. Au cours des années 90, plusieurs votes du souverain ont ouvert la voie à la nouvelle ligne ferroviaire à travers les Alpes. Au tunnel de base du Saint- Gothard, les premiers travaux préliminaires ont commencé en 1993. 8 Années 40 et 50: premières visions les Alpes» (CTA). Celle-ci évalue plu- de réaliser une variante en réseau, qui En 1947, Carl Eduard Gruner, ingénieur sieurs solutions de tunnel ferroviaires. En prévoit une combinaison entre le tunnel et planificateur des transports bâlois, 1971, la commission tranche en faveur de base du Saint-Gothard, le tunnel de esquisse l’idée visionnaire d’un tunnel d’un tunnels à deux voies à travers le base du Lötschberg ainsi que le tunnel routier et ferroviaire combiné sur deux Saint-Gothard, partiellement subdivisé du Hirzel pour le raccord à la Suisse étages entre Amsteg et Bodio, compre- en profils à une voie. Le Conseil fédéral orientale. nant également une gare souterraine à charge les CFF d’élaborer le projet de Sedrun. Le groupe d’études «Tunnel du construction de la ligne de base du Années 90: votations populaires Saint-Gothard» de la Confédération exa- Saint-Gothard Erstfeld-Biasca. Mais la déterminantes mine plusieurs variantes de tunnels rou- récession économique ainsi que les En 1992, 64% des électeurs suisses ap- tiers. Celle-ci recommande à l’époque, désaccords entre les défenseurs du prouvent l’arrêté fédéral sur la construc- entre autres, la construction d’un tunnel Saint-Gothard, du Simplon et de tion de la transversale ferroviaire à tra- ferroviaire à deux voies d’une longueur Splügen bloquent le projet de tunnel. vers les Alpes (NLFA) et donnent ainsi la de 45 km entre Amsteg et Giornico. légitimité politique aux projets au Saint- Années 80: décision en faveur Gothard et au Lötschberg. En 1996, le Années 60 et 70: discussions de la variante en réseau Conseil fédéral redimensionne la NLFA: politiques concernant le tracé Les années 80 apportent de nouvelles le tunnel du Lötschberg sera réalisé par- En 1963, la Confédération instaure la variantes et tracés sur le parquet poli- tiellement à une voie, le tunnel de Hirzel Commission «Tunnel ferroviaire à travers tique. Le Conseil fédéral décide en 1989 ne sera pas construit. En 1998, le souve- Les grandes étapes, de la planification à la mise en service Les premiers Coup d’envoi des Fondation de la société Excavation de la galerie Coup d’envoi de la percements ont lieu travaux préliminaires et AlpTransit Gotthard SA de contournement à construction de la pour le système de des premiers travaux de en tant que filiale des Bodio. Les travaux de station multifonction- sondage de Piora. Ces sondage à Sedrun. CFF. Sa mission: construction du tunnel nelle à Faido. Le travaux dureront Début des travaux de construction du tunnel de base du Saint- premier tunnelier jusqu’en 1996. Les CFF construction de la de base au Saint- Gothard prennent ainsi engage les travaux utilisent l’organisation galerie d’accès. Gothard et au Ceneri. leur cours sur le versant d’excavation sur le du projet AlpTransit. méridional des Alpes. chantier de Bodio. 1993 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Le tracé du tunnel de Début des travaux Coup d’envoi de la Début des travaux du base du Saint-Gothard d’avancement de la construction du puits tronçon à ciel ouvert est fixé sous sa forme galerie d’accès pour le principal de Sedrun. A sud (Bodio –Biasca). actuelle: le Conseil tunnel de base du Amsteg, les premiers fédéral approuve Ceneri à Sigirino. abattages à l’explosif l’avant-projet. marquent le début des avancements sur le ver- sant nord du Saint-Got- hard et à Faido, le début de l’avancement sur le versant sud des Alpes.
9 Croquis de la vision de Carl Eduard Gruner (1947) Le premier percement principal au tunnel de base du Saint-Gothard a eu lieu le 15 octobre 2010 rain approuve l’échelonnement de la préliminaires à Sedrun, puis en 1999 à commencent en 2004. En octobre 2010, NLFA. Avec l’acceptation de la redevance Amsteg et Faido. soit 14 ans après le coup d’envoi des sur le trafic des poids lourds liée aux travaux, a lieu le percement principal prestations (RPLP) et du projet de moder- A partir de 2000: le tunnel de base au tunnel de base du Saint-Gothard. nisation du rail, le peuple suisse a donné du Ceneri prend forme En 2006, le feu vert pour les travaux du feu vert à la construction de la Nouvelle En juillet 2000, les premiers abattages à tunnel de base du Ceneri est donné à Ligne Ferroviaire à travers les Alpes. l’explosif sont effectués à Bodio tandis Camorino. Les travaux d’avancement En 1996 commencent les travaux que les travaux au portail Nord d’Erstfeld démarrent en 2010. Les travaux préliminaires Début des abattages à Coup d’envoi des La station multifonc- Ouverture de creusage commen- l’explosif pour la travaux préliminaires tionnelle de Sedrun est planifiée du cent également à Erst- construction de la galerie de montage de la entièrement creusée. tunnel de base feld: début des travaux d’accès du tunnel de technique ferroviaire Début du montage de du Ceneri. sur chacun des cinq base du Ceneri. Début au sein du tunnel de la technique ferroviaire chantiers du tunnel de des travaux préliminaires base du Saint-Gothard sur le versant nord base du Saint-Gothard. au portail Nord du à Biasca. du tunnel de base du tunnel de base du Saint-Gothard Saint-Gothard à Erstfeld. également. 2003 2004 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2016 2019 Une fois monté, le Pose de la première La zone à l’époque tant L’avancement principal Ouverture planifiée premier tunnelier du pierre pour le tunnel de redoutée du synclinal et les deux percements du tunnel de base du tunnel de base du base du Ceneri. de Piora est maîtrisée. en sens inverse à hauteur Saint-Gothard. Saint-Gothard Nord des portails sont en cours commence à creuser au tunnel de base du entre Amsteg et Ceneri. Première jonction Sedrun. entre Sedrun et Faido au tunnel de base du Saint-Gothard. Début du montage de la technique ferroviaire à Bodio.
Financement Des fonds pour une planification sûre La Confédération a créé un concept spécial de financement dans le but de moderniser et de développer globalement l’infrastructure ferroviaire en Suisse. Ce concept garantit le financement de quatre grands projets ferroviaires. 10 Financement à travers les fonds FTP Origine des moyens Affectation des moyens En 1998, le peuple suisse a accepté le «projet relatif à la réalisation et au finan- Impôt sur les huiles minérales NLFA env. 13% env. 45% cement de l’infrastructure des transports publics (FTP)». Le fonds ainsi créé est Rail 2000 alimenté par la redevance forfaitaire sur 1re étape le trafic des poids lourds RPLP (64%), et ZEB l’impôt sur les huiles minérales (13%) Fonds FTP env. 44% ainsi que la TVA (23%). Le fonds FTP garantit un financement fiable de quatre grands projets ferroviaires: la NLFA au Saint-Gothard et au Lötschberg, Rail TVA Protection antibruit 2000 et ZEB, le raccordement de la env. 23% env. 7% Suisse orientale et occidentale au réseau Redevance forfaitaire sur le trafic Raccordement au réseau ferroviaire européen du trafic à grande vitesse ainsi des poids lourds RPLP européen du trafic à grande vitesse que la protection antibruit le long des env. 64% env. 4% voies ferrées existantes. Financement de l’infrastructure des transports publics (FTP) Stabilité des prévisions des coûts finaux En 2008, le Parlement suisse a approuvé un crédit global à hauteur de CHF 19,1 milliards pour la réalisation de la NLFA. 13,2 milliards de cette somme sont pré- vus pour la construction de l’axe du Saint-Gothard. Ce chiffre correspond aux prix de 1998 sans renchérissement, TVA et intérêts de construction. Au cours des dernières années, la prévision des coûts finaux de la construction de la NLFA au Saint-Gothard et au Ceneri est restée stable. AlpTransit Gotthard SA part du principe que le crédit d’engagement de CHF 13,2 milliards sera suffisant. Le Parlement suisse a approuvé un crédit global à hauteur de CHF 19,1 milliards pour la réalisation de la NLFA
Organisation Partenaires puissants du grand projet Un projet milliardaire, qui durera plusieurs générations, tel que la NLFA au Saint-Gothard, s’avère complexe. Près de 2200 acteurs participent à sa réalisa- tion. Pour piloter le projet avec succès, ce dernier nécessite une structure organisationnelle bien rodée. Des spécialistes de différents domaines 11 Confédération techniques collaborent à la nouvelle ligne de plaine. Fondée en 1998, la société AlpTransit Gotthard SA (ATG), succursale des CFF, est la société respon- sable de la réalisation des deux tunnels. CFF AlpTransit Mandataires Gotthard SA Gestion aux mains d’AlpTransit Gotthard SA Mandatée par la Confédération (man- dante des tunnels) et les CFF (future Personnes entité exploitante des tunnels), ATG fait Economie Public Politique concernées figure de maître d’ouvrage. Elle assume Société la responsabilité de la gestion du projet et du risque, et se charge de construire AlpTransit Gotthard SA se trouve au centre de l’attention de plusieurs groupes d’intérêt les ouvrages dans les délais impartis, aux moindres coûts et dans la qualité conve- nue. ATG est une pure société de ges- tion et emploie près de 160 collabora- teurs à son siège principal à Lucerne Interconnexion avec les parties exploités par les CFF. Pendant la phase ainsi que dans ses antennes d’Altdorf, prenantes de construction et en particulier lors de Sedrun, Faido et Bellinzone. Elle ne ATG est en étroite relation avec diffé- la mise en service, ATG et les CFF tra- construit ni ne projette elle-même les rents partenaires et doit se confronter à vaillent en étroite collaboration. ouvrages, mais adjuge ces travaux aux un grand nombre d’exigences: ingénieurs de projets ainsi qu’aux entre- Les mandataires du secteur privé prises de construction et consortiums. La Confédération Des planificateurs, entreprises de La Confédération suisse est non seule- construction et fournisseurs ont été ment le mandant de la NLFA au mandatés pour l’élaboration et l’exécu- Saint-Gothard, mais autorise, surveille, tion du projet. Ils ont été déterminés à contrôle et finance également l’ouvrage. travers une procédure publique d’appels Les spécialistes de l’Office fédéral des d’offres. transports autorisent les projets partiels élaborés. La délégation de surveillance Les nombreuses exigences du public de la NLFA, un comité du Parlement Un grand projet concerne la vie de beau- fédéral, assure la surveillance politique coup de personnes. Les requêtes adres- du projet. sées par les riverains, représentants de l’économie, organisations de protection Les CFF, future entité exploitante de l’environnement et politiciens à ATG du tunnel ferroviaire sont par conséquent très variées. Une fois terminés, les deux tunnels de base au Saint-Gothard et Ceneri seront
Tunnel de base du Saint-Gothard Le plus long tunnel ferroviaire Le tunnel de base du Saint-Gothard est constitué de deux tubes à une voie d’une longueur de 57 km, reliés entre eux tous les 325 mètres par des ra- meaux de communication. Si l’on compte l’ensemble du système de galeries constituant le tunnel et comprenant les galeries de liaison, d’accès ainsi que les puits, celui-ci mesure plus de 152 km au total. 12 Système de galeries Des galeries d’accès permettent aux ensuite de terre, a été créée dans une Deux stations multifonctionnelles à Faido hommes, au matériel et aux machines fouille à ciel ouvert. Deux ouvrages de et Sedrun divisent les deux tubes du tun- d’atteindre les chantiers dans le tunnel. bifurcation souterrains à environ 3 km nel en trois tronçons d’à peu près même Afin d’économiser temps et argent, les au sud des portails permettent une éven- longueur. Elles abritent des stations d’ar- travaux de construction au sein des tuelle future prolongation du tunnel en rêts d’urgence et deux diagonales différents tronçons ont été harmonisés direction nord. d’échange. Ces dernières permettent et se sont partiellement déroulés simul- aux trains de passer d’une galerie à une tanément. Amsteg (11,3 km) voie à l’autre. Le système de ventilation Pour pouvoir construire les deux tubes ainsi que de nombreuses autres installa- Saint-Gothard Nord (4,4 km) du tunnel, il a d’abord fallu creuser une tions techniques servant à l’exploitation Le tronçon à ciel ouvert entre Altdorf/ galerie d’accès de 1,8 km de longueur. ferroviaire y ont été aménagés. La ligne Rynächt et le portail Nord rattache la Un tunnelier a excavé une galerie à d’accès à ciel ouvert au nord et au sud nouvelle ligne du Saint-Gothard à la câbles dans la centrale souterraine de la des deux portails d’Erstfeld et de Bodio ligne existante des CFF. Outre le nouveau centrale d’Amsteg afin de garantir la fu- rattache le tunnel de base du Saint- tracé ferroviaire, de nombreux ouvrages ture alimentation en courant de traction. Gothard à la ligne ferroviaire des CFF d’ingénierie tels que des passages sou- Dans les galeries Est et Ouest, deux tun- existante. terrains avec des ponts ont également neliers ont pris le départ à Amsteg pour été édifiés. creuser en direction de Sedrun. Division en tronçons Le tunnel de base du Saint-Gothard a Erstfeld (7,8 km) été subdivisé en plusieurs tronçons aux Sur les premiers 600 mètres du tronçon fins de planification et de construction. Nord, une tranchée couverte, recouverte Portail de Bodio Station multifonctionnelle Faido avec stations de secours Galerie d’évacuation d’air Galerie d’accès de Faido Galerie d’accès de Sedrun Puits I + II Station multifonctionnelle Sedrun avec stations de secours Rameau de communication Rameau de communication Galerie à câbles Portail d’Erstfeld Galerie d’accès d’Amsteg Environ 40 m Schéma du système de tunnels au Saint-Gothard
Altdorf Saint-Gothard Nord longueur 4,4 km Erstfeld Erstfeld longueur 7,8 km Amsteg Amsteg longueur 11,3 km Sedrun Sedrun longueur 8,5 km Faido longueur 13,5 km Sedrun (8,5 km) Pour la construction du tronçon de Sedrun, la desserte a été mise au point à l’aide d’une galerie d’accès horizontale d’une longueur de 1 km et de deux puits Faido Bodio de 800 m de profondeur. La position du longueur 15,9 km chantier, en plein cœur de la montagne, a posé des exigences élevées à la logis- Ligne AlpTransit tique. Au fonds du puits, les cavernes qui Galerie d’accès Bodio Saint-Gothard Sud serviront plus tard aux stations multi- longueur Ligne ferroviaire existante 7,8 km fonctionnelles ont été excavées. C’est à Portail partir de là qu’ont eu lieu les abattages à l’explosif en direction nord et sud dans Tracé de la ligne du tunnel de base du Saint-Gothard les deux galeries du tunnel. Comme la grande profondeur du tunnel et les fortes tensions menaçaient de déformer Bodio (15,9 km) tronçon du tunnel à être équipé avec la le tunnel, il a fallu mettre en place une Comme pour Erstfeld, les premiers technique ferroviaire. consolidation spéciale de l’excavation. mètres de tunnel ont eu lieu en tranchée Les ingénieurs ont développé un concept couverte pour le tronçon de Bodio. Saint-Gothard Sud (7,8 km) nouveau et révolutionnaire utilisant des Après un court trajet en terrain meuble, La ligne d’accès à ciel ouvert, partant cintres flexibles. Ceux-ci se sont emboîtés l’avancement s’est fait à l’aide de tunne- du portail Sud à Bodio pour atteindre lorsque le terrain a commencé à pousser, liers dans la roche dure. Une galerie de Giustizia, rattache le tunnel de base du empêchant ainsi que ne se déforme l’ou- contournement a été construite pour les Saint-Gothard à la ligne ferroviaire exis- vrage réalisé. machines afin de desservir plus rapide- tante des CFF. La construction de plu- ment la caverne de montage souter- sieurs ponts et passages souterrains crée Faido (13,5 km) raine. Depuis la jonction à Faido jusqu’en un tracé respectueux de l’environne- La desserte du tronçon de Faido s’opère 2013, la galerie Est servira de tube de ment, tant dans la nature que dans les à travers une galerie d’accès de 2,7 km transport. La galerie Ouest est le premier zones à forte densité de population. de longueur avec une inclinaison de jusqu’à 13%. C’est ici que se trouve la Diagonale d’échange dans la station multifonctions de Sedrun seconde station multifonctionnelle pour laquelle il a fallu élaborer de nouveaux plans en raison de difficultés géologiques inattendues, liées à des décompressions de rochers, entraînant le déplacement d’une diagonale d’échange en direction sud. Les mêmes tunneliers, qui avaient servis auparavant pour l’excavation du tronçon de Bodio, ont été utilisés pour l’avancement en direction de Sedrun.
Tunnel de base du Ceneri Second cœur de la ligne de plaine Ce n’est que grâce au tunnel de base du Ceneri, qui mesure 15,4 km, que la ligne de plaine reliant Altdorf à Lugano devient réalité. Le tunnel de base du Ceneri est le troisième plus grand projet de tunnel en Suisse, après le tunnel de base du Saint-Gothard et du Lötschberg. 14 Le système de galeries Le concept de construction Camorino Tout comme le tunnel de base du Saint- Le tunnel de base du Ceneri est exclu- Plusieurs ouvrages voient le jour au Gothard, le tunnel de base du Ceneri se sivement excavé à l’explosif. La couver- nœud de Camorino afin de pouvoir rac- compose de deux tubes à voie unique, à ture maximale de la roche s’élève à corder le tunnel de base du Ceneri aux environ 40 m de distance l’un de l’autre, 900 mètres tandis que la couverture lignes ferroviaires existantes: un nouveau reliés entre eux par des rameaux de minimale n’atteint que quelques mètres pont à quatre voie enjambant l’auto- communication. Aucune diagonale seulement. La majorité des travaux d’ex- route A2 et deux viaducs ferroviaires à d’échange ou station multifonctionnelle cavation se fait simultanément dans les voie unique au-dessus de la route canto- n’a été prévue en raison de sa longueur. deux directions à partir de l’attaque in- nale à quatre pistes. La «Bretella Locarno–Lugano», qui des- termédiaire de Sigirino. Pour des raisons servira le trafic régional au Tessin, est d’économie de temps et d’argent, des réalisée sur mandat du canton Tessin. percements en sens inverse ont lieu à Celle-ci réduit la durée du trajet Locarno– partir des portails de Vigana et Vezia. Lugano, qui passera d’aujourd’hui Des méthodes de constructions douces 55 minutes à 22 minutes seulement. ont été utilisées pour ce faire, étant donné que la zone où les travaux sont à exécuter est classée sensible. Portail de Vezia Future prolongation Sud Caverne d’installation Rameaux de communication Fenêtre d’accès de Sigirino (2,3 km) Ouvrage de bifurcation Galerie de reconnaissance de Sigirino (3,1 km) Portail de Vigana (Camorino) Schéma du système de tunnels au Ceneri
15 Portail Nord du tunnel de base du Ceneri avec raccordements vers Locarno (à gauche) et Bellinzone Tunnel de Vigana Vezia Bellinzone Le portail Nord du tunnel de base du Ce- Vezia abrite le portail Sud du tunnel de neri est situé dans la zone de Vigana. Il a base du Ceneri. La dérivation souterraine Nœud de fallu passer sous l’autoroute A2, qui se de Sarè se trouve à environ 2,5 km au Camorino Camorino trouvait à 9 mètres seulement au-dessus, nord du portail, dans la montagne. Vigana dans du terrain meuble. Les cavernes de Celle-ci servira à la future prolongation jonction souterraine, qui permettront de du tunnel en direction sud (vers Chiasso, traverser la plaine de Mogadino lors respectivement Come). Afin de protéger d’une étape successive de construction, les zones et propriétés habitées voisines, se situent peu après le portail. tels que la Villa Negroni classée monu- ment historique, les abattages à l’explo- Sigirino sif dans la roche dure n’ont été réalisés Dès 1997, l’excavation d’une galerie qu’avec des charges de dynamite mini- de reconnaissance d’une longueur de males. A seulement 4 m de distance, Sigirino 3,1 km a fourni de précieuses informa- la ligne ferroviaire traverse, en outre, le tions sur la géologie. En 2008, un tunne- nouveau tunnel routier Vedeggio– lier a creusé une fenêtre d’accès de Cassarate du contournement de Lugano. Ligne AlpTransit Galerie d’accès 2,3 km de longueur. Deux cavernes sou- Cette proximité requiert également des Bretelle terraines ont vu le jour au bout de cette méthodes de construction douces. Un Vezia Locarno–Lugano galerie, qui sert de point de départ pour trajet à ciel ouvert sur une distance de Lignes ferroviaires les avancements en direction sud et nord 200 m relie le portail Sud du tunnel de existantes Corridors Sud depuis 2010. Des installations de chan- base du Ceneri à la ligne principale des (future prolongation) tier pour les percements principaux et CFF. Contournement l’aménagement – comme, p. ex., une Bellinzone (future prolongation) usine à béton – sont hébergées dans ces halles au cœur de la montagne. Tracé du tunnel de base du Ceneri
Mesures Au millimètre près La nouvelle ligne à grande vitesse à travers les Alpes pose des exigences élevées à la précision des ouvrages. Les procédures de mensuration fiables et extrêmement précises garantissent une implantation au millimètre près, comme il se doit. 16 La mensuration du tunnel de l’implantation du gros œuvre, des rendent la mensuration difficile. L’organi- Un réseau de points fixes couvrant l’inté- installations de technique ferroviaire et sation est extrêmement complexe en rai- gralité de la zone du projet a été mis en des installations à monter. De plus, les son des nombreux chantiers, des accès place à l’aide d’instruments de localisa- tunneliers et les abattages à l’explosif compliqués et de l’exploitation 24h/24. Il tion par satellite. Ces points établissent sont pilotés par des données de mensu- faut également tenir compte des in- le lien entre les plans et le terrain, et ration. Ce faisant, toutes les données du fluences qui faussent les résultats de servent, par ailleurs, de référence à l’im- réseau d’implantation doivent être mises mesure obtenus: les différences de tem- plantation souterraine du tunnel. à jour en continu. La surveillance de pérature entre la paroi du tunnel à la Selon le principe du cheminement poly- l’ouvrage ainsi que la reconnaissance température de roche élevée et le tunnel gonal, les angles et distances sont mesu- d’éventuelles déformations font partie plus frais en son centre peuvent dévier rées en continu au sein du tunnel. des tâches de la mensuration. (réfraction) les rayons de laser des géo- mètres. Dans la mesure du possible, les Commande de la direction Tenir compte des influences trépieds de mensuration seront, pour de percement faussant les données cette raison, toujours positionnés au Les tâches de mensuration du tunnel Les dimensions énormes dans les tunnels, cœur du tunnel. Il faut également sont très variées. Il s’agit, en particulier, ouvrages à la fois longs et souterrains, prendre en considération les influences Satellites Réseaux du portail Cheminement polygonal Report de la verticale Mesure gyroscopique Avan cement Amst eg –Se drun Avanc Amsteg ement Sedru n–Am steg Sedrun Réseau d’implantation entre Amsteg et Sedrun
17 Mesure au tachymètre au percement principal Faido-Sedrun du géoïde. Le géoïde désigne la forme exacte de la terre qui, en raison des diffé- rents rapports de densité au sein du man- Ecarts des percements mesurés teau terrestre et à cause des régions de au tunnel de base du Saint-Gothard montagne en surface, n’a pas la forme Percement Mois, année Latéral Vertical exacte d’une sphère. Si l’on ne tient pas compte de ces influences à travers des Bodio–Faido Septembre 2006 92 mm 17 mm Amsteg–Sedrun Octobre 2007 137 mm 3 mm modélisations, il faudrait s’attendre à des Erstfeld–Amsteg Juin 2009 14 mm 5 mm erreurs de mesure de l’ordre du mètre. Faido–Sedrun Octobre 2010 80 mm 10 mm Les instruments de mesure Tachymètres: Ils permettent d’effectuer mettent même d’identifier les fines Points cruciaux, les puits de Sedrun des mesures extrêmement précises de rayures dans le béton. Ils livrent des in- A Sedrun, l’innovation était de mise direction, de distance et d’angles de formations précieuses pour le montage pour les mesures des deux puits de hauteur. Les tachymètres modernes sont de la technique ferroviaire ainsi que 800 m de profondeur au tunnel de base dotés d’un moteur et pilotés par ordina- pour l’exploitation et l’entretien. du Saint-Gothard. La grande précision teur. Ils envoient des ondes infrarouge nécessaire à la transmission de la posi- permettant de cibler les réflecteurs. Cibler les déformations en surface tion et de l’orientation de la caverne, L’observation de la surface de la terre fait de la tête du puits au niveau du tunnel, Gyroscopes de mensuration: Ils per- également partie des tâches de la men- posait un défi de taille. Cette tâche a été mettent de déterminer très précisément suration. Au-dessus du tunnel de base résolue grâce à des reports de la verti- la direction au sein du tunnel. Un gyros- du Saint-Gothard, les murs du barrage cale mécaniques et optiques ainsi que cope est influencé par la rotation ter- de Curnera, Nalps et Santa Maria sont des gyroscopes de mensuration. restre dans son oscillation et indique surveillées quant à d’éventuelles altéra- ainsi le nord. tions dues aux travaux de construction. Des percements précis au tunnel A hauteur du portail Nord du Ceneri, le de base du Saint-Gothard Lasers balayeurs: Ceux-ci sont en tunnel passe sous l’autoroute et l’écart Les géomètres ont obtenus des résultats mesure de saisir jusqu’à 500 000 points qui l’en sépare est très faible. Un sys- des plus précis pour toutes les mesures par seconde et permettent de mesurer tème de surveillance et d’alarme a été effectuées au tunnel de base du Saint- des modèles en 3 D photoréalistes. On installé en cas d’affaissements inatten- Gothard qui, avec ses 57 kilomètres de les utilise lors de la réception du gros dus du tablier. longueur, est le plus long tunnel du œuvre, car les lasers balayeurs per- monde.
Géologie Facteur de risque jusqu’à la jonction Malgré l’utilisation des techniques les plus modernes, les conditions géologiques au sein du tunnel ne peuvent pas être prévues avec précision. Néanmoins, les pronostics de géologues confirmés ainsi que les forages de sondage réduisent les risques. 18 Géologie tunnel de base mineurs du tube Est et ceux du tube du Saint-Gothard présenterait un com- du Saint-Gothard Ouest en février, ont pu traverser sans portement fortement poussant lors du Lors de la construction du tunnel de problème le synclinal du Piora. perçage. Il fallait, par conséquent, base du Saint-Gothard, il a fallu traverser y Outre le synclinal du Piora, les géolo- développer de nouvelles mesures de des couches de roches très hétéroclites. gues avaient également reconnu que consolidation. Grâce à des cintres en Ces couches se déclinent en variations la partie nord du massif intermédiaire acier déformable et à des tirants d’an- de gneiss et granites durs des massifs du du Tavetsch constituait une zone parti- crage, il a été possible d’obtenir une Saint-Gothard et de l’Aar aux roches culièrement critique en termes d’ingé- plus forte résistance de charge, adap- friables partiellement déliteuses entre ces nierie de la construction. Le tronçon si- tée aux déformations. Parallèlement, massifs. tué entre le massif de l’Aar et le massif ce concept novateur a permis de sup- Une roche complexe Avant le début de la construction, le syn- clinal de Piora et le massif intermédiaire du Tavetsch Nord étaient déjà considérés comme des zones complexes en termes d’ingénierie de construction. y Dans le synclinal de Piora, les géolo- gues pensaient trouver une «mon- tagne flottante», c’est-à-dire une dolo- mite saccharoïde imbibée d’eau sous forte pression. De telles conditions ont remis en question la faisabilité du tun- nel de base. Des sondages ont cepen- dant montré qu’au niveau du tunnel, on pouvait s’attendre à des conditions sèches et à une dolomite offrant de bonnes conditions à l’ingénierie de construction. Ces prévisions se sont confirmées: en automne 2008, les Dans le massif intermédiaire du Tavetsch, des mesures de consolidation novatrices ont été mises en œuvre avec succès Portail Nord Amsteg Sedrun Synclinal Faido Portail Sud Erstfeld de Piora Bodio Massif intermédiaire du Tavetsch Profil géologique longitudinal du tunnel de base du Saint-Gothard
porter de fortes déformations au dé- 19 but, ce qui s’est avéré nécessaire pour un aménagement techniquement et économiquement judicieux. Géologie tunnel de base du Ceneri Une galerie de reconnaissance d’une longueur de 3,1 km avait été excavée jusqu’aux futurs axes du tunnel entre 1997 et l’an 2000. On y a rencontré des orthogneiss résistants, ne représentant Excavation par moyen mécanique dans la zone de perturbation «Linea Val Colla» du tunnel pas des conditions particulièrement diffi- de base du Ceneri ciles pour la construction du tunnel. Sur la base de ces connaissances, le tracé horizontal définitif des galeries à voie unique a été fixé. De nombreux facteurs déterminent le chemin à travers la montagne Bien que la ligne droite soit la liaison la plus courte entre deux points, les tunnels de base du Saint-Gothard et du Ceneri affichent tous deux un tracé galbé. Outre les conditions géologiques, les conditions géographiques telles que l’emplacement des lacs de retenue, les possibilités d’accès aux chantiers ou la hauteur de couverture ainsi que les ex- ploitations en surface ont contribué aux choix réalisés. En ce qui concerne le Un carottage en été 2008 au synclinal de Piora tracé de la ligne à ciel ouvert, il a fallu tenir compte des souhaits des régions d’implantation. L’intégration esthétique Portail Nord Galerie de reconnaissance Fenêtre d’accès Portail Sud et respectueuse de l’environnement des Vigana de Sigirino caverne d’installation Vezia trajets et portails dans le paysage et les zones agglomérées ont également joué un rôle important. Profil géologique longitudinal du tunnel de base du Ceneri
Méthodes d’excavation Mécanique ou conventionnelle Quatre tunneliers ont excavé presque 75% du tunnel de base du Saint- Gothard tandis que l’avancement du tunnel de base du Ceneri s’est fait exclusivement par méthode traditionnel, à savoir à l’abattage à l’explosif. 20 Le choix de la méthode d’excavation ne équipés de têtes de forage de jusqu’à La roche est détachée mécaniquement dépend pas uniquement des conditions 9,5 mètres. Les coûts d’investissement ou par explosions. Les étapes de travail auxquelles on peut s’attendre dans la qu’engendre un tunnelier sont de l’ordre de l’abattage à l’explosif sont précisé- montagne, mais également des possibili- de CHF 30 millions. L’acquisition et la ment définies. Dans un premier temps, tés d’accès, des conditions environne- mise à disposition des installations né- les trous de mine sont percés et remplis mentales et économiques. La longueur cessitent plus de temps que pour l’abat- d’explosif. L’explosion et la ventilation du tronçon ainsi que la durée de tage à l’explosif. En règle générale, ces ainsi que la consolidation de la zone ex- construction globale à disposition jouent investissements ne sont rentables pour cavée ont lieu dans un second temps. également un rôle. de longs tronçons. Pour finir, les mineurs se chargent du déblaiement, c’est-à-dire qu’ils trans- Excavation mécanique Abattage conventionnel à l’explosif portent les déblais à l’extérieur. Dans le Un tunnelier avec tout son équipement L’excavation conventionnelle est une tunnel de base du Saint-Gothard, le d’excavation (train suiveur) mesure près méthode d’avancement extrêmement tronçon de Sedrun, les galeries et puits de 450 mètres. En raison des déroule- souple. Le diamètre à excaver, les étapes d’accès ainsi que les rameaux de com- ments standardisés et mécaniques, il est de l’avancement et les moyens de sécuri- munication ont principalement été exca- possible d’atteindre des performances sation tels que, par exemple, le béton vés conventionnellement, par détache- journalières élevées si la roche est projeté, les ancrages, les cintres métal- ment mécanique de la roche et abattage bonne. Au tunnel de base du Saint- liques, les treillis peuvent être adaptés en à l’explosif. Gothard, on a utilisé quatre tunneliers tout temps aux conditions rencontrées. Appareil permettant Appareil permettant Cabine de Cabine de commande commande Grue de Grue de levage levage de déplacer de déplacer les les treillis treillis Automate de Automate de projection projection béton béton Convoyeur àà bande Convoyeur bande Grippeur Grippeur Tête de Tête de forage forage Avancement au tunnelier (TBM) Excavation Excavation Consolidation Consolidation Excavation Excavation de la de la banquette banquette de la de la calotte calotte de la de la calotte calotte Tirants d’ancrage Tirants d’ancrage en en rocher rocher Air frais Air frais Camion- Camion- Camion Camion Chargeuse Chargeuse Jumbo Jumbo Machine àà Machine Jumbo de Jumbo de forage forage malaxeur malaxeur basculant basculant sur pneus sur pneus projeter du projeter du béton béton Abattage conventionnel à l’explosif
Aménagement interne Un ouvrage pour un siècle au moins Le revêtement du tunnel et les constructions portantes du tunnel de base doivent durer au moins un siècle, et ce sans entretien notable. Pour cette raison, qualité supérieur et longévité des matériaux de construction pour l’étanchéité et le revêtement du tunnel sont requis. Le soutènement de l’excavation em- 21 pêche la chute de fragments de rocher avant la pose définitive de la voûte et protège les mineurs. Le soutènement est en contact direct avec le rocher et est donc fortement soumis aux influences exercées par le terrain et les eaux d’infil- tration. Des moyens de sécurisation de différentes forces Selon la géologie du terrain, on utilisera des moyens de sécurisation de diffé- rentes forces: ancrage, béton projeté et cintres métalliques peuvent être combi- nés entre eux, leur nombre et leur soli- Montage des feuilles d’étanchéité dité étant modulables. Si les conditions du terrain le requièrent, il faut mettre en place des mesures additionnelles d’amé- liorations ou d’étanchéisation de la mon- tagne. Selon le cas, il s’agit, entre autres, de lances ou de parapluies à tube, de Consolidation de l’excavation trous de drainage ou d’injections. avec béton projeté Epaisseur max. = 20 cm Déformation = 15 cm Membrane de revêtement et béton pour voûtes Revêtement en béton coulé sur site Après le soutènement de l’excavation, Epaisseur max. = 30 cm une membrane d’imperméabilisation Feuilles d’étanchéité spécialement conçue à cet effet protège les tubes du tunnel contre la pénétration d’eau, et ce sur la longueur complète de l’ouvrage. Cette membrane doit résister à des températures élevées, à l’eau et à la pression de la montagne pendant les cent ans requis pour la durée d’exploita- Profil du tunnel excavation au tunnelier tion du tunnel. Etant donné que les im- perméabilisations usuellement commer- granulats en béton utilisés pour la voûte et ont apportés les preuves de qualité cialisées n’auraient pas satisfait aux interne sont quasiment constitués à requises. La voûte interne possède une exigences particulières du tunnel de base 100% de matériel d’excavation. Vu épaisseur minimale de 30 cm. du Saint-Gothard, des systèmes spéciale- l’absence d’expérience en la matière, ment adaptés ont été développés. Les des essais préliminaires ont été réalisés
Protection de l’environnement En accord avec la nature En bâtissant la nouvelle ligne du Saint-Gothard, la Suisse réalise un des plus grands projets de protection de l’environnement d’Europe. La ligne de plaine contribue à protéger l’univers alpin. Sa construction est aussi douce que possible. 22 De sa planification à sa construction, des mesures réduisent son impact sur l’homme, la faune, l’air et l’eau. Le dialogue instauré avec les autorités et organisations écologiques aide à trouver des solutions viables. Transporter en douceur contribue à la pureté de l’air La pollution atmosphérique doit rester aussi faible que possible. De ce fait, les matériaux sont majoritairement trans- portés par convoyeurs, rail et bateau. Afin que seule une quantité minimale de polluants se répande dans l’atmosphère, les entreprises de construction doivent équiper véhicules et machines de filtres à particules. Directives pour les eaux usées Le trafic et l’exploitation des chantiers polluent les eaux de montagne et du tunnel, qui sont nettoyées selon les pres- criptions légales, refroidies puis reversées L’arrosage des décharges réduit le développement de la poussière dans les fleuves. Protection contre la poussière et le bruit des chantiers Protection de la flore et de la faune Ceux-ci peuvent déranger la population La construction de la nouvelle ligne du locale. Pour protéger du bruit, humus et Saint-Gothard touche également aux terre végétale temporairement stockés espaces vitaux de la flore et de la faune, sont remblayés sous forme de murs anti- mis à contribution temporairement et bruit. La place d’installation de Sigirino remis en état par la suite. En cas de est en partie dans une caverne au sein changement d’affectation définitif, des de la montagne. Par respect des rive- mesures de compensation sont mises en rains, les horaires d’exploitation ont été place: remplacement des arbres défri- limités. Afin d’éviter la formation de chés par des spécimens typiques, renatu- poussière, les aires de chantier et les dé- ration des ruisseaux ou réaménagement charges temporaires sont arrosés, et les des rives selon leur aspect naturel. Le véhicules régulièrement nettoyés. long des trajets à ciel ouvert, des parois antibruit sont érigées. Revitalisation des prairies d’Insla à Sedrun
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