Pour le démontage de gros engins souterrains, il est beaucoup plus simple et sûr d’effectuer ces travaux en surface. L’exécution dans des espaces confinés, avec des équipements de coupe générant des fumées et de la chaleur, peut mettre les opérateurs en danger. Dans le but de creuser des tunnels plus grands, les tunneliers (TBM) ont atteint des dimensions colossales, ce qui rend leur extraction du sol un défi de taille, notamment en zone urbaine.
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Cette solution a permis de retirer le tunnelier d’un seul tenant, ce qui a permis de gagner du temps, et de réduire les opérations de démontage dans le puits en remontant les opérations de levage à la surface, atténuant ainsi les risques. Les sections du tunnelier ont pu être retirées du tunnel en une seule journée, au lieu de plusieurs semaines.
Avancement des machines
Quatre tunneliers ont été utilisés pour creuser le tronçon de 13,5 km du tunnel de Northolt, sur le tracé HS2. Le tunnel est composé de deux tunnels jumeaux. Dans chaque tunnel, deux tunneliers ont été lancés depuis les extrémités opposées du tracé, creusant l’un vers l’autre jusqu’à leur jonction en un point central : le site du puits de ventilation de Green Park Way, qui comporte deux puits.
Les puits de ventilation se situent à 35 mètres au-dessus des tunnels et constituent l’emplacement d’où tous les tunneliers ont été extraits une fois le creusement terminé. L’objectif de Mammoet était de retirer les composants les plus volumineux – la tête de coupe, les boucliers avant et central – en une seule opération, évitant ainsi leur démontage.
Le défi résidait dans leur extraction, notamment sur un site situé à quelques mètres de deux lignes ferroviaires actives, dans une ville animée et à proximité de travaux de génie civil. « Différentes approches ont été envisagées dès le départ », explique Darren Watson, directeur commercial chez Mammoet. « Une option était de séparer et de démonter les tunneliers dans le puits, puis de soulever les composants à l’aide d’une grue. Cependant, cela aurait impliqué des personnes travaillant dans un espace très encombré, avec des problèmes de ventilation à résoudre, et une grande grue occupant une partie importante de la zone de travail au-dessus, interférant avec les autres travaux sur le chantier. »
En étroite collaboration avec SCS JV et Herrenknecht, Mammoet a proposé une solution différente : un système de portique sur mesure permettant d’extraire les sections avant et centrale en un seul levage, de les placer sur des SPMT et de les transporter vers une zone de démontage sur site. La conception du système de portique sur mesure a débuté environ neuf mois avant sa mise en œuvre. Une fois approuvé, il est passé à une phase d’ingénierie détaillée de cinq mois. Le portique a ensuite été construit sur site en un mois.
Création du système de portique
Bien qu’une grande partie de l’équipement utilisé pour construire le système de portique existait déjà, il n’avait jamais été assemblé selon cette configuration. Une étape de fabrication était également nécessaire pour réaliser sa conception et lui permettre de soulever une charge maximale de 900 t.
Le portique était monté sur un système de glissement hydraulique, ce qui lui permettait de se déplacer d’avant en arrière afin de pouvoir être positionné au-dessus des ouvertures des deux puits de ventilation. Il a également été conçu avec une poutre d’équilibrage dotée d’un pivot intégré pour centraliser l’ensemble. Cela a permis de faire pivoter tous les composants soulevés.
« Normalement, pour tout autre équipement, il aurait fallu attacher un autre système et exercer une force externe sur la charge pour la faire pivoter. Cela aurait nécessité beaucoup de manipulations manuelles. Nous avons créé un système télécommandable pour une utilisation simplifiée », explique Sam Ellwood, ingénieur en chef chez Mammoet. « Cela nous a évité d’utiliser des câbles et des treuils, et de plus, nous aurions dû nous rapprocher de la charge pour y attacher des objets. Notre solution nous a permis de rester « sans intervention », de sorte que tout était isolé, ce qui a renforcé la sécurité des opérations. »
Cette manœuvrabilité était particulièrement importante car la conception de l’un des puits de ventilation était différente de l’autre. Sous terre, il sapait la voie ferrée voisine. De plus, alors que la ligne souterraine HS2 est parallèle à cette ligne ferroviaire, la voie de glissement ne le pouvait pas. Une légère rotation a donc été nécessaire, à mi-levage, pour orienter correctement la section du tunnelier en vue du débardage.
Une fois chaque section du tunnelier correctement soulevée des puits de ventilation, le portique a été déplacé et positionné sur 32 lignes d’essieux du transporteur modulaire automoteur (SPMT), stationné entre les voies du système de débardage.
