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CHAPITRE 1 1. DEFINITION ET CLASSIFICATION DES OUVRAGES SOUTERRAINS Master 2 GC

CHAPITRE 1 1. DEFINITION ET CLASSIFICATION DES OUVRAGES SOUTERRAINS Master 2 GC (VOA) GV 912 2022/2023 Dr. El Houari N. Ouvrages souterrains et tunnels Nesrine_fr10@yahoo.fr 2 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains CONTEXTE GENERAL Le développement des grandes agglomérations La densités croissantes de l’urbanisation Utilisation de plus en plus fréquente du sous sol Seule solution pour étendre le réseau de communication et de s’affranchir des encombrements des voiries. Il est aussi à noter que la décision de la construction d’un ouvrage souterrain répond presque toujours à des nécessités d’ordre urbanistique alors que la construction de surface est plus « libre » ; en surface on construit presque partout, ce qui n’est pas le cas dans le sous-sol. 3 4 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains OBJECTIFS DU COURS 5 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains Plan du cours DÉFINITION RAISONS D’ALLER AU SOUTERRAIN HISTORIQUE DU SOUTERRAIN CLASSIFICATION DES OS RISQUES ET PROBLÈMES DU SOUTERRAIN OBJETS D’ÉTUDES D’UN OS SPECIFICITES DES TRAVAUX SOUTERRAINS LES ACTEURS DU PROJET GC APPROCHE GEOTECHNIQUE DANS L CONCEPTION D’UN TUNNEL CONCLUSION REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 6 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains DÉFINITION On désigne par ouvrages souterrains des espaces fermés situés sous la surface du sol. Ils peuvent avoir été construits soit en souterrains, soit à l'air libre puis recouverts de remblais (tranchées). Leur utilisation est très diverse : usines électriques, parcs à voitures, entrepôts, abris à usages multiples, stockage de fluides ou de déchets radioactifs, etc. 7 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains POURQUOI ALLER AU SOUTERRAIN ? LE SOUS - SOL : Un espace qui peut recevoir des infrastructures difficiles, impossibles ou indésirables en surface. Offre un espace naturel protégé mécaniquement ET thermiquement. Offre l’avantage de protéger l’environnement extérieur des risques et nuisances liés à certains types d’activités. Il est généralement invisible, sauf aux points de liaison avec la surface. Il Permet de supprimer localement des nuisances (bruit, pollution) Il Libère la surface pour d'autres utilisations au profit des piétons, par l'utilisation en profondeur de plusieurs niveaux, soit pour les circulations en séparant les trafics, soit pour des parcs de stationnement, 8 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains POURQUOI ALLER AU SOUTERRAIN ? 9 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains POURQUOI ALLER AU SOUTERRAIN ? Raisons d’aller au souterrain Isolation catastrophes naturelles séismes protection sécurité protection de l’environnement écologie L’aspect visuel et esthétique Sociales occupation du sous -sol 10 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains HISTORIQUE DU SOUTERRAIN Offrant depuis toujours des possibilités de transport, d’abris, de culte, et d'approvisionnement des eaux…etc., l’être humain a eu une association étroite avec le sous-sol depuis son évolution. Et avec le développement des chemins de fer (XIXe siècle) et de l'automobile (XXe siècle), les tunnels se sont évolués d’une manière spectaculaire passant par les grottes construites à la main à des ouvrages extraordinaires plus longs et plus complexes et même plus dont la plupart sont réalisés à l'aide de machines surnommées « monstrueuses » : les tunneliers pressurisés 11 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains HISTORIQUE DU SOUTERRAIN autonomes, qui peuvent être conçus pour franchir n'importe quel massif que ce soit roche dure ou sol meuble très peu résistant. Ils peuvent être utilisés pour creuser des tunnels d'un diamètre de 1m jusqu’à environ 20m tel que le plus grand tunnelier, Bertha, qui a un diamètre d’environ 19m et a été utilisé pour le projet de tunnel de remplacement du viaduc d'Alaska Way à Seattle. Toutefois, les grandes questions qui se posent : d’où viennent véritablement ces ouvrages ? Quelle est leur origine et comment pourrait-on expliquer leur présence sur terre avec exactitude ?! Des documents citent cette évolution surprenante en mettant en exergue l’extraordinaire évolution de ces ouvrages depuis l’âge des pierres jusqu’à notre époque. Cette dissertation vise à synthétiser ces quelques documents en mettant en accent les ouvrages les plus marquants, ainsi par cela nous espérons contribuer ne serait-ce qu’un petit peu à cette grande histoire. 12 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains HISTORIQUE DU SOUTERRAIN On doit la première définition des tunnels à Charles Saint Laurent (1845) à travers son dictionnaire encyclopédique où il a défini le tunnel comme étant :"Passage souterrain construit sous la Tamise à Londres. Ce passage offre deux conduits parallèles communiquant entre eux par de nombreux portiques. Il est dû à un ingénieur français, Marc Brunel, qui a dû vaincre toutes les difficultés d’une si grande entreprise. Au moment où nous écrivons ces lignes, le tunnel est sur le point d’être terminé". On invoquait avant cet ingénieur, particulièrement, le terme souterrain, galerie ou même mine. 13 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains HISTORIQUE DU SOUTERRAIN Toutefois, c’est en 1825 que le terme Tunnel ait été exhibé et il n’est que la traduction anglaise de la "Tonnelle ", nom donné à cet ouvrage et utilisé dès le XVIème siècle pour désigner une longue voûte en berceau. Selon Jean Péra, ancien directeur du Centre d’études des tunnels (CETu) et ancien président de l’Association françaises des travaux en souterrains (AFTES), la tonnelle dérive elle-même de " tunna ", mot latin populaire d’origine celtique qui désignait d’abord une outre en cuir, puis une grosse futaille. [2]. Ainsi, d’après Waldmann (2005), aucun tunnel digne de ce nom n’a existé avant 1825. Plutôt que de parler des tunnels, avant, on parlait de mines (mot d’origine celtique « mina » dérivant de l’égyptien « Mna » et signifiant la pépite d’or qui servait à échanger des biens, d’où est venue le terme "monnaie") ou de galeries (tiré du mot latin médiéval " Galeria " et représentant un chemin souterrain ou couvert pour s’approcher d’un endroit). 14 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains HISTORIQUE DU SOUTERRAIN Le premier tunnel creusé date de 2 200 av. JC, creusé suivant la technique de la tranchée couverte, pour créer un passage souterrain entre le palais et le temple de Belos, à Babylone. 15 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains HISTORIQUE DU SOUTERRAIN Gadhara Aqueduct, Jordan 16 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains HISTORIQUE DU SOUTERRAIN Marc Brunel, ingénieur français construit a l’aide d’un tunnelier une galerie piétonne à Londres sous la Tamise (1825-1843). La stabilité du front de taille est assurée par un soutènement en bois, le revêtement en briques. Cet ouvrage a été nommé «La Tonnelle» qui plus tard en français sera nommé « Tunnel » La Tonnelle à Londres en 1825 17 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains HISTORIQUE DU SOUTERRAIN C’est la France qui fut pionnière en ce qui concerne la réflexion sur l’urbanisme souterrain dès le début du siècle passé. Une première réflexion apparut, il fallait dénoncer l’encombrement anarchique du sol urbain, proposer d’enfuir la circulation urbaine, et réclamer la nécessité de penser la surface en même temps que le sous-sol. A partir des années 70, il fût la création de différents organismes fédérant les travaux souterrains dans chaque pays. Ces associations développèrent un objet plus précis : le tunnel et son exécution. L’AFTES voit le jour ainsi que l’ITA. Canada, Australie, Etats-Unis , Japon. Inauguration de la ligne 1 en juillet 1900 premier train à la station Gare de Lyon 18 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains HISTORIQUE DU SOUTERRAIN En 1900, percer un tunnel de plusieurs kilomètres de longueur requiert deux choses simples : de la patience et beaucoup de bras. Loin de toutes les machines modernes, on ne disposait guère que des outils rudimentaires, et de quelques techniques de percement utilisant les explosifs. La dynamite s’avérant très dangereuse à utiliser en ville (conduite de gaz, vibrations, risques humains très importants…), on se résout à creuser le tunnel à la main. Le front de taille, c’est à dire le lieu où le tunnel est percé était attaqué par des ouvriers maniant pelles et pioches. les débris sont ensuite évacués par des chariots. Cette technique impose comme contraintes une certaine profondeur du tunnel, ainsi qu’un terrain assez dur, pour pouvoir supporter les contraintes mécaniques. 19 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains CLASSIFICATION DES OS •2 Grandes familles OUVRAGES DE SECTION PLUS OU MOINS RÉGULIÈRE ET DE GRANDE LONGUEUR CAVITÉS SOUTERRAINES ET STRUCTURES ENTERRÉES 20 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains CLASSE DESCRIPTION A Excavations minières à caractère temporaire B Galeries hydrauliques, Puits verticaux C Collecteurs d’assainissement, Galeries de reconnaissances et galerie pilotes. D Cavité de stockage, Stations de traitement d’eau, Tunnels routiers et ferroviaires E Usines souterraines (plus souvent hydroélectriques), Tunnels autoroutiers, Galeries du métro, Abries de défense civile. F Centrales nucléaires souterraines, Gares souterraines, Salles ouvertes au public (sports, spectacles) CLASSIFICATION DES OS (Barton) 21 Dr. El Houari N. OUVRAGES SOUTERRAINS ET TUNNELS Ouvrages souterrains Sol meuble ou roche. Faible ou forte couverture. Terrain hors uploads/Ingenierie_Lourd/ 1-definition-et-classification-des-os.pdf