Projet de Fin dEtudes Mmoire LGV Est Europenne 2me Phase : Baudrecourt-Vendenheim Amnagement du Raccordement de Vendenheim- Etude des mthodes de ralisation et de pose dun mur prfabriqu pendant la coupure des voies ferroviaires Emplacement du futur mur M4 Auteur : Elodie GENTNER Elve-ingnieur de 5me anne, INSA Strasbourg, Spcialit Gnie Civil Tuteur Entreprise : Marc EBELIN Ingnieur travaux, GTM Alsace Tuteur INSA Strasbourg : Claude SCHAEFFER Professeur lINSA de Strasbourg Juin 2013 2 3 Remerciements Avant douvrir ce rapport, je tiens tout dabord remercier le directeur de lagence M.LEBERT et ledirecteurdestravauxM.WAGNER,quimontpermisdeffectuerunstagedanslentrepriseGTM Alsace sur le chantier du Raccordement de Vendenheim. Ensuite, je tiens particulirement remercier lingnieur travaux M. EBELIN, le chef de chantier M. KACAN et lassistant conducteur travaux M. MEYER pour mavoir intgr dans lensemble des travaux. Deplus,jelesremerciegalementpourleuraideapportdanslaralisationdemonProjetdeFin dEtude tout en me laissant une grande autonomie et en prenant note de mes opinions. Ensuite,jesouhaiteparticulirementremercierlebureaumthodeinternedeGTMAlsace compos de M. HEL et M. ZIMMERMANN qui ont su me remettre en question de nombreuses fois. Ces remisesenquestions montpermisdedcouvrirdenouvellesfacettesduprojetquijusqualors taient inexplores. Enfin,jetiensremerciergalementlescompagnonsprsentssurlechantierpourleur sympathie et leurs conseils tout au long de mon stage. 4 Rsum LechantierduRaccordementdeVendenheimestlundesdernierschantiersralissdansle cadredelaLGVEstEuropenne2mephaseBaudrecourtVendenheim.LeRaccordementde Vendenheimapourbutdemodifierlesensdecirculationdestrains.Lesensdecirculationdestrains passedeladroite(enAlsace)gauche(danslerestedelaFrance).Unsautdemoutonetun remblaiementadquatsontcrs,composde4pontsetde6mursdesoutnementpouratteindre lobjectif du chantier. LeProjetdeFindEtudeconsisteltudedesmthodesderalisationetdeposedunmur prfabriquM4pendantlacoupuredesvoiesferroviairesdejuillet2013.LemurM4estcompos dlmentprfabriqupourformerunmurde214,25ml.Ledlaideposedumurdesoutnementest concentren1semaine.Enplusdecetteproblmatiquededlais,descontraintestechniqueset financiressajoutenttelsquelesaccsduchantier,lacoactivit,LePFEapourobjectifdoptimiser lensemble des travaux de pose du mur M4 selon 4 facteurs : le cot, le dlai, la qualit et la scurit. PourrpondrelobjectiffixduPFE,uneprsentationplusdtailleduprojetestncessaire pour comprendre le contexte administratif et structurel de ltude accomplir. Dans un deuxime temps sont dveloppes les diffrentes tudes de mthodes menes durant le PFE et les essais correspondants pour permettre le choix de la solution optimale. Mots cls :Prfabrication Organisation Mthodes Contraintes techniques 5 Abstract The construction site of Vendenheims link is one of the last construction sites performed as part of the LGV European East 2nd stage from Baudrecourt to Vendenheim. The aim of the Vendenheims link istochangetheflowdirectionoftrains.InFrance,trainsaretravellingontheleftrail,butinAlsace, trainsaretravellingatthe oppositerail.Agrade separationand aninfillingworkarecreated whichare composed of 4 bridges and 6 retaining walls to reach the construction sites goal. Thestudiesprojectisthestudyofthemethodstorealizeandtoputaprefabricatedretaining wall,theM4,whenthetrainrunningisstoppedduringJulyof2013.ThewallM4hasalengthof 214,25mlandiscomposedofprefabricatedelements.ToputtheM4,1weektimelimitisimposed.In additionofthistimeframe,technicalconstraintsareaddedassitesaccess,riskslinkedtoconcurrent activities, The aim of the PFE is to optimize all the works to put the M4 according 4 factors : the cost, the timeframe, the quality and the safety. ToachievetheobjectivesetbythePFE,adetailedpresentationoftheprojectisneededto understandtheadministrativecontextofthisstudy.Thesecondstepisdevelopingseveralstudiesand tests performed during the project to allow to choose the best solution. Key words :Prefabrication Organization Methods Technical constraints 6 Table des matires Remerciements ............................................................................................................................................. 3 Rsum .......................................................................................................................................................... 4 Abstract ......................................................................................................................................................... 5 Avant-propos ................................................................................................................................................. 8 1Introduction ......................................................................................................................................... 10 2Prsentation de lentreprise ................................................................................................................ 12 2.1Le groupe Vinci ............................................................................................................................ 12 2.2Lentreprise : GTM Alsace ............................................................................................................ 12 2.3Historique .................................................................................................................................... 12 2.4Organisation ................................................................................................................................ 13 3Prsentation du projet ........................................................................................................................ 15 3.1Le Raccordement de Vendenheim .............................................................................................. 15 3.1.1La LGV Est 2me phase .......................................................................................................... 15 3.1.2Description gnrale ........................................................................................................... 15 3.1.3Localisation du chantier ...................................................................................................... 17 3.1.4Enjeux du chantier ............................................................................................................... 18 3.1.5Intervenants du chantier ..................................................................................................... 18 3.1.6Le march ............................................................................................................................ 19 3.2Sujet dtude du PFE ................................................................................................................... 20 3.2.1Objectifs et enjeux de ltude ............................................................................................. 20 3.2.2Sujet du PFE ......................................................................................................................... 21 4Le mur de soutnement M4 ................................................................................................................ 23 4.1Prsentation des travaux raliser ............................................................................................. 23 4.1.1Description des travaux raliser ....................................................................................... 23 4.1.2Quelques chiffres ................................................................................................................. 23 4.1.3Problmatiques des travaux ................................................................................................ 23 4.2Gomtrie du mur M4 ................................................................................................................. 24 4.2.1Description du mur M4 selon le DCE ................................................................................... 24 4.2.2Analyse du DCE .................................................................................................................... 25 4.3Solutions gomtriques envisages ............................................................................................ 27 4.3.1Gomtrie 1 : Semelle et voile spares et prfabriques ................................................. 27 4.3.2Gomtrie 2 : Semelle prfabrique et voile coule en place ............................................ 30 7 4.3.3Gomtrie 3 : Voile prfabrique et semelle coule en place ............................................ 33 4.3.4Gomtrie 4 : Mur prfabriqu compltement .................................................................. 34 4.3.5Synthse de la gomtrie .................................................................................................... 35 4.3.6Rcapitulatif des solutions envisages ................................................................................ 36 4.4Prfabrication du mur M4 chez le prfabricant .......................................................................... 37 4.4.1Planification de production des lments ........................................................................... 38 4.4.2Mthode de production du M4 ........................................................................................... 40 4.5Transport des lments prfabriqus ......................................................................................... 41 4.5.1Rglementation du transport .............................................................................................. 41 4.5.2Solutions possibles .............................................................................................................. 43 4.6Pose des murs prfabriqus ........................................................................................................ 45 4.6.1Planning gnral de lensemble des travaux pendant la coupure ferroviaire .................... 45 4.6.2Problmatiques davant travaux ......................................................................................... 47 4.6.3La pose des lments .......................................................................................................... 49 4.6.4Les moyens humains ........................................................................................................... 51 5Essai de pose des lments prfabriqus : le M5 ............................................................................... 54 5.1Description du M5 ....................................................................................................................... 54 5.2Solution utilise pour la pose du M5 ........................................................................................... 54 5.3Retour dexprience de lopration ............................................................................................ 56 6Synthse de ltude du mur M4 .......................................................................................................... 63 6.1Les mthodes utilises ................................................................................................................ 63 6.2Le rendement de travail .............................................................................................................. 65 7Roue Orchestra .................................................................................................................................... 67 7.1Lancement du chantier ................................................................................................................ 67 7.2Etude dordonnancement ........................................................................................................... 68 7.3Dossier dexcution et de suivi .................................................................................................... 69 8Conclusion ........................................................................................................................................... 71 Glossaire ...................................................................................................................................................... 72 Annexes ....................................................................................................................................................... 73 8 Avant-propos LestravauxdeGnieCivilregroupentdenombreuxtypesdeconstructionquiserpartissent gnralementdansles5domainesdinterventionsuivants :lesstructures,lagotechnique, lhydraulique,letransportetlenvironnement.Danscestravaux,lesingnieurssoccupentdela conception, de la ralisation, de lexploitation et de la rhabilitation de louvrage. LechantierduRaccordementdeVendenheimquiesttudidansceprsentrapportsinsre dans des travaux lis aux transports et de la structure. Ce chantier rassemble lui seul 4 ponts dont 3 tabliers mixtes et 1 bow-string. Mais galement 6 murs de soutnement dont 4 murs composs dcailles et de tirants en Terre-Arm et 2 murs de soutnement prfabriqus. LechantierduRaccordementdeVendenheimadenombreusescontraintesspcifiques, notammentparrapportlacirculationferroviairequitraverselechantierdanssalongueur.Mais galementdescontraintesdedlaisaveclesnombreuxDlaisPartielsimposs,descontraintes techniques et financires, Lobjectif de ce stage est de planifier lensemble des travaux raliser effectu par GTM Alsace, VCT et MTHA pendant la coupure des voies SNCF du 8 juillet 2013 au 4 aot 2013 inclus pour permettre la pose dun mur de soutnement prfabriqu de 214,25 ml. Dans ce rapport seul les travaux effectue par GTM Alsace est dtaille. 9 1.Introduction 1.Introduction 10 1Introduction Au cours de la troisime et dernire anne dingnieure lINSA de Strasbourg, un Projet de Fin dEtudeconclutcetteformationcombienenrichissante.CePFEapourbutltudedunsujetbien dfinis. Par consquent il mest demand et mettre en uvre mes qualits dadaptations, danalyse, de crativit,dautonomieetderigueurpouratteindrelobjectiffixaudpart,cest--direrpondreau problme donn. CeProjetdeFindEtudequisepasse engnralau seinduneentrepriseesteffectupourma part dans lentreprise GTM Alsace, filiale de Vinci Construction France. Ce projet qui a une dure de23 semaines,du7janvier2013au14juin2013atralissurlechantierduRaccordementde Vendenheim. Le sujet du PFE correspond la planification de lensemble des travaux effectus pendant lacoupurede4semainesdesvoiesferroviaires.Cestravauxregroupentdenombreuxintervenants : GTMAlsace,VinciConstructionTerrassementetMullerTravauxHydrauliquespourpermettrelapose dun mur de soutnement compos dlments prfabriqus, les travaux de terrassement et la mise en placedundispositifdedrainagedeseauxpluviales.Commedetrsnombreuxtravaux,ilssinsrent dansunenvironnementdfinisquiinduitdescontraintesspcifiquesauchantier.LePFEapourbut ltude de lensemble de ces contraintes et de trouver des solutions conomiquement et techniquement faisablepourlaralisationdestravauxdansletempsimpartitoutengarantissantlascuritde lensemble des compagnons sur le site. Destravauxquirunissentdenombreuxintervenantsdansundlaicourtncessitentune planification trs prcise pour optimiser le temps. De plus, une synergie entre les diffrents intervenants est indispensable pour atteindre lobjectif qui est la ralisation de lensemble des travaux pendant les 4 semaines prvues. Dans un premier temps, ce Projet de Fin dEtude dbute par la dtermination de lensemble des contraintesduprojet.Puisdansunsecondtemps,dessolutionsdoiventtreenvisagesavecles diffrentsintervenants,maisgalementaveclessous-traitantsdechaqueentrepriseconcerne.Enfin, une planification prcise des tches doit tre mise en place qui spcifie les moyens humains et matriels mettreenuvrepourrespecterledlaiimparti,maisaussilestravauxprparatoiresraliser pralablement de la coupure des voies ferroviaires. Dans ce cadre, le rapport du PFE sarticule autour de 4 axes principaux.Dansunpremiertemps,lentrepriseGTMAlsaceetsonorganisationestprsente.Dansunsecond temps,lechantiersurlequeljeffectuemonPFEestdtailleetnotammentlesujetdtudequeje ralisedanslecadreduPFE.Ensuite,lestechniquesenvisagesselonlescontraintessontexposeset comparesdunpointdevuetechniquemaisaussifinancier.Enfin,lasolutionfinaleretenuepour rpondre lensemble des travaux accomplir est prsente. En annexe, des plans compltent ce prsent rapport. Les termes suivis par un astrisque font lobjet dune dfinition dans le glossaire 11 2.Prsentation de lentreprise 2. Prsentation de lentreprise 12 2Prsentation de lentreprise 2.1Le groupe Vinci GTMestunedesnombreusesfilialesdugroupeVinci, premiergroupemondialdeconcessionsetdeconstructions. Lorganisation de Vinci sorganise de la faon suivante : Figure 2.2 Organisation de Vinci 2.2Lentreprise : GTM Alsace Lentreprise GTM Alsace est une filiale de Vinci Construction France. Elle effectue des travaux de Gnie Civil en Alsace majoritairement, mais galement quelques travaux dans les Vosges, et en Moselle. Elle se situe Mundolsheim, 4 rue de lIndustrie, au Nord de Strasbourg. Nous reconnaissons facilement GTM Alsacelaidedulogo,souventaccompagndulogodeVinciConstruction France. 2.3Historique En 1891, la socit des Grands Travaux de Marseille (GTM) a t cre pour construire un rseau moderne dgouts suite une pidmie de cholra. Le dveloppement de lentreprise est rapide ds le dbut du 20le sicle, notamment en exportant son savoir-faire dans les pays dAfrique du Nord. Aprs plusieurs fusions avec dautres socits, en 1997, GTM devient un groupe qui exerce ses activits dans le mondeentierdans4domaines:lesconcessions,laroute,lingnierieetlimmobilier.En2000,Vinci fusionne avec le groupe GTM et donne naissance au numro 1 mondial de la Construction et des Services Associs accompagn de Dumez, Sogea, Campenon Bernard et Freyssinet. Le groupe GTM devient GTM Construction.LagenceGTMAlsacebaseMundolsheimatcrele1erseptembre1998parM. Elbel, actuel Directeur Dlgu Est. GTM Alsace est une filiale du groupement qui est spcialise dans les travaux de Gnie Civil et plus particulirement la ralisation de ponts. VINCI CONCESSIONS CONTRACTING EnergiesEuroviaVinci Construction Vinci Autoroutes Vinci Concessions Figure 2.3 Logo GTM Figure 2.1 Logo Vinci Construction France 2. Prsentation de lentreprise 13 2.4Organisation GTMAlsaceestuneentitautonomedupointdevueorganisationnelle.Pourcetteraison,elle comporteplusieursservices.Toutdabordleservicetravaux.Nousyretrouvonsactuellement,un directeurdetravaux,2conducteursdetravaux,4chefsdechantierquiformentalors4quipesde travail, et enfin une vingtaine douvriers. En parallle, se trouve galement un homme mthode qui aide defaonponctuellesconducteursdetravauxetrpondauxappelsdoffreaveclaideduningnieur mthode. De plus, nous trouvons galement un service de comptabilit et gestion de la socit, compos dundirecteurdegestionetde2personnessoccupantdelacomptabilitdeGTMAlsace.EnfinGTM Alsaceestdirigparledirecteurdelagence.LahirarchisationdeGTMAlsaceestsousformedune triangulation,notammentdansleservicedestravaux.Cettehirarchisationpermetdecontrler facilementlensembledesprocessusparledirecteurdestravauxnotamment.Deplus,lorsdepic dactivitsurlechantier,leconducteurdetravauxparlintermdiairedudirecteurdestravauxpeut augmenterlenombredeffectifsurlechantierlaidedintrimaires.Anouveaucettehirarchisation facilitelagestionduchantier,caruneseulepersonne,ledirecteurdestravauxestenliaisonavecles agences dintrim et avec les conducteurs de travaux. Les chantiers de GTM Alsace sont organiss selon le diagramme suivant : Cette organisationesttrshirarchise. Lerang n doitserfrerson n+1 .Cesystme permet de limiter les responsabilits de chacun son rle qui lui est donn. Directeur Dlgue Directeur Directeur de Travaux Conducteur de Travaux Chef de Chantier Contrle interne Coordonnateur SQE Animateur SQE Contrle externe Romain BOUIX Figure 2.4 Organisation interne de GTM Alsace 14 3.Prsentation du projet 3. Prsentation du projet 15 3Prsentation du projet 3.1Le Raccordement de Vendenheim3.1.1La LGV Est 2me phase Leprsentprojetsinscritdanslecadredelaconstructiondela2mephasedelaLGVEst EuropennequirelieBaudrecourtVendenheim.Ilapourbutlaralisationduraccordementterminal de la ligne nouvelle sur les voies ferres du rseau classique existant en gare de Vendenheim, situe 10 km environ au nord de la gare de Strasbourg-Ville. Les objectifs principaux de linvestissement sont de :-Raliseretmettreenserviceleraccordementdelalignenouvellesurlerseauclassique,en corrlationaveclamiseenservicedunouveaupostedaiguillageinformatisdeVendenheim prvue en aot 2013 et les amnagements de capacit du tronon de la ligne de Vendenheim Strasbourg-Ville.-Assurer la cohrence et la compatibilit totale des amnagements raliss avec ceux raliss sur le tronon H de la LGV EE, notamment au droit des interfaces relevant tant du gnie civil que des quipements ferroviaires.-Assurer la cohrence et la compatibilit totale des amnagements raliss avec la situation cible termeprvueparltudedesconditionsdudveloppementdutraficferroviairemeneen Alsace par RFF et notamment son volet capacit .-Maintenir la vitesse fond de ligne actuelle de la ligne de Vendenheim Wissembourg au droit de la bifurcation LGV EE 3.1.2Description gnrale LechantierduRaccordementdeVendenheimsinscritdanslacontinuitdestravauxpourla construction de la LGV Est Europenne (Ligne Grande Vitesse). Ce chantier constitue le dernier tronon GrandeVitesse.Commesonnomlindique,ilrelielerseauGrandeVitesseaveclerseauferr classique rnov o le TER circule. A cet effet, la Ligne Grande Vitesse rejoint la ligne TER Strasbourg-Wissembourg. Deplus,cemmeendroitlesensdecirculationdestrainsestinvers.EnAlsace,lestrains circulent droite, alors que partout ailleurs en France, les trains circulent gauche. Pour cette raison et afin de rtablir le sens de circulation en Alsace, un saut de mouton est ncessaire. Ce saut de mouton est compos de 3 tabliers mixtes et de 1 bow-string. De plus, pour atteindre laltitude des tabliers de pont, desremblaisretenuslaidede6mursdesoutnementsontenconstructionsurlechantierdu raccordement de Vendenheim. 4 murs en Terre-Arme et 2 murs en lments prfabriqus composent ces murs de soutnement. Lensemble des ouvrages construire doit permettre de raccorder les voies RACC V1 et RACC V2 issues de la LGV EE au rseau existant avant larrive en gare de Vendenheim. 3. Prsentation du projet 16 3.1.2.1Situation avant travaux Pour dterminer lampleur des travaux raliser, les caractristiques des voies existantes avant les travaux sont ncessaires. Les voies 1 et 2 de la ligne 070000 sont classes en groupe UIC 3 en provenance de Paris jusquau droit de la gare de Vendenheim. La ligne Vendenheim-Wissembourg (L146000) est une ligne 2 voies orientes avec circulation droite.Lesvoies1et2delaligne146000sontclassesengroupeUIC7AV.Lavitessemaximale autorise sur cette partie de ligne 146 000 est de 100 km/h de lorigine au pk 0.509 pour la V1 et au pk 0.337pourlaV2puisde140km/h.Lesvoies1et2sontparalllescelledelaligne070000,puis scartentverslestpartirdupk1.400lafaveurdunecourbederayon826m.Laplateformedela ligne146000estenremblaidunehauteurde5mauniveaudesquaisdelagaredeVendenheimet diminue progressivement en allant vers Wissembourg pour se terminer par un profil rasant au niveau du pont route de la RD n263 au pk 1.963. 3.1.2.2Situation aprs travaux Seule la ligne 146000 est concerne par les travaux, la ligne 070000 ntant impacte que par des ralentissements. Les 4 tabliers portent la voie RACC V2 de la LGV EE partir du Pk 405+348 et jusquau Pk 405+659 : Les murs de soutnement sont reprs par : - Mur M1 qui porte la voie 2 de la ligne L146000- Mur M2 qui porte la voie Racc 2 de la LGV EE- Mur M3 qui porte la voie 2 de la ligne L146000- Mur M4 qui porte la voie Racc 2 de la LGV EE- Mur M5 qui porte la voie Racc 2 de la LGV EE- Mur M6 qui porte la voie 2 de la ligne L146000 Lavitessesurlesvoies1et2dufuturraccordementestde160km/h.Lesplansdensemble (planche 1 et planche 2) DCE_IGOA_VENDENHEIM_ENS_0 reprennent ces dispositions, voir les annexes. 3.1.2.3Ouvrages construire Lastructuredufranchissementaussiappelsautdemoutonsedcomposeen4tabliers mcaniquement distincts : - Tablier 1 : Bipoutre mixte avec des portes laxe de : 48,305 m + 48,305 m ; - Tablier 2 : Bow-string avec une porte laxe de : 83,000 m ; - Tablier 3 : Bipoutre mixte avec des portes laxe de : 43,500 m + 43,500 m ; - Tablier 4 : Bipoutre mixte avec une porte laxe : 35,800 m. Selon le type dappui demand par la SNCF, la construction des appuis diverge pour permettre le mouvement du tablier selon le plan ci-dessous.3. Prsentation du projet 17 Figure 3.1 Schma fonctionnel des franchissements Les murs de soutnement ont les caractristiques suivantes :-Mur M1 : Terre-Arme de 254 ml -Mur M2 : Terre-Arme de 246 ml -Mur M3 : Terre-Arme de 108ml -Mur M4 : Elments prfabriqus de 214 ml -Mur M4 : Elments prfabriqus de 40 ml -Mur M6 : Terre-Arme de 30 ml Cesouvragesdartsaccompagnentdelaconstructiondesuperstructures.Destravaux prparatoires sont ncessaires pour leurs constructions. 3.1.3Localisation du chantier LeraccordementdeVendenheimsesituelasortiedeVendenheimendirectiondeBrumath (67). Chantier du Raccordementde Vendenheim Figure 3.2 Localisation du chantier en Alsace 3. Prsentation du projet 18 LechantierduraccordementdeVendenheimsesituelasuitedulotLGVEElot49.Le raccordementdeVendenheimconstitueledernierchantierquicomposelaligneLGVEE2mephase reliant Baudrecourt Strasbourg. 3.1.4Enjeux du chantier 3.1.5Intervenants du chantier Le raccordement de Vendenheim est un chantier qui ncessite de nombreux acteurs, qui sont :-Le matre douvrage : Rseau Ferr de France (RFF) -La matrise dOuvrage dlgue : SNCF Direction Alsace dlgation infrastructure : Ple MOM -La matrise duvre : SNCF Groupe projet-Le coordinateur SPS : SNCF Direction Rgionale Infrastructure Lappel doffre de ce chantier a t rpondu en tant que groupement, un entreprise mandataire estprsentesurlechantier.Cetteentreprisefaitlinterfaceentreleclientetlesautresentreprisesdu groupement. De plus, les entreprises composant le groupement sont des cotraitants. -Lentreprise mandataire : GTM Alsace -Travaux de Gnie Civil : GTM Alsace -Charpente mtallique : Berthold -Terrassement : Vinci Construction Terrassement (VCT) -Travaux hydrauliques : Muller Travaux Hydrauliques (MTHA) LGV EE - Lot 49 Raccordement de Vendenheim Figure 3.3 Localisation du chantier le long de la ligne LGV EE 2me phase 3. Prsentation du projet 19 Figure 3.4 Organigramme des travaux du Raccordement de Vendenheim 3.1.6Le march Les entreprises ayant rpondu lappel doffre forment un groupement solidaire. Le groupement solidaireadeseffetssurleprojetauniveaufinancier.Encasdegroupementsolidaire,lacte dengagement est un document unique qui indique le montant total du march et qui prcise lensemble des prestations que les membres du groupement sengagent solidairement raliser. Par consquent, en casdefaillitedelunedesentreprisesquicomposentlegroupement,lesconsquencesfinancires retombent sur les autres entreprises qui composent le groupement. Enfin,pourcoordonnerlesprestationsdesmembresdugroupementetvis--visdupouvoir adjudicateur*,lundesoprateursconomiquesquicomposelegroupementestdsignmandataire. Dans le cadre du chantier de Raccordement de Vendenheim, le mandataire est GTM Alsace. 3. Prsentation du projet 20 3.2Sujet dtude du PFE Lesujetdu ProjetdeFindEtude estltudedelensembledestravauxpourla posedumurde soutnement M4 et labaissement de la plateforme ferroviaire V2/146, voir plan densemble du DCE en annexe. Ces travaux seront effectus pendant la coupure des voies ferroviaire de 4 semaines du 8 juillet 2013 au 4 aot 2013. Cette tude comprend la planification de lensemble des travaux qui sy rattache et de dterminer ou concevoir les outils ncessaires pour la pose des lments prfabriqus. 3.2.1Objectifs et enjeux de ltude LaposedumurdesoutnementM4etlabaissementdelaplateformeferroviaireV2/146 constitueunchantierdanslechantier.Lensembledestravauxncessitelinterventiondeplusieurs entreprises :-Travaux Gnie Civil : GTM Alsace -Terrassement : VCT -Travaux hydrauliques : MTHA Deplus,enraisondestchesraliser,dessous-traitantssontgalementprsentspendantla priode de travail des 4 semaines. Enfin, la RFF et la SNCF ont mis en place des dlais partiels qui concerne le mur de soutnement M4 :-DP5 :LafindeprfabricationdeslmentscomposantslemurdesoutnementM4doittre ralis pour la date du 07/06/2013.En cas de retard, si la prfabrication du mur M4 nest pas termin dans le dlai contractuel, il est appliqulentrepreneur,dofficeetsansmiseendemeurepralable,unepnalitde5000 /jourcalendairederetard,dslepremierjourderetard,daprsleCahierdesPrescriptions Spciales. -DP7 :LestravauxdabaissementdelaplateformeV1L146000etlaposedumurM4doivent tre raliss pour la date du 05/08/2013. De la mme faon, si les travaux dabaissement de la plateforme V1 L 146000 et la pose du mur M4 ne sont pas termins dans le dlai contractuel fix, il est appliqu lentrepreneur, doffice et sans mise en demeure pralable, une pnalit de 5000 /jour calendaire, ds le premier jour de retard, daprs le Cahier des Prescriptions Spciales Enraisondespnalitsderetardlevesetsansplafonddumontant,ilestindispensablede raliser les travaux dabaissement de la plateforme V1 L 146000 et la pose du mur de soutnement M4 dans le temps imparti. Dans ce cadre o le dlai dexcution est trs court, mon sujet de PFE sinscrit. 3. Prsentation du projet 21 3.2.2Sujet du PFE LePFEexcutsurlechantierduRaccordementdeVendenheimestltudedesmthodesdu mur de soutnement M4. Le choix de la mthode de pose, la conception doutils pour permettre la pose, lechoixdesprfabricants,etlensembledesactionsmenerpourpermettrelaposedumurde soutnement M4 fait partie de ltude du sujet du Projet de Fin dEtude. Laboutissement du PFE est la proposition dune mthode de pose qui englobe lensemble des facteurs externes et internes au chantier des travaux effectus par GTM Alsace. 22 4.Le mur de soutnement M4 4. Le mur de soutnement M4 23 4Le mur de soutnement M4 4.1Prsentation des travaux raliser 4.1.1Description des travaux raliser LesmursdesoutnementM1,M2,M3,M4,M5etM6sontdesmursdesoutnementqui permettent de dvier la voie ferroviaire V2/146 existante. Cette dviation va permettre la circulation des trainsdetype TERquirelieStrasbourgWissembourg,commecequiestle casactuellement.Deplus, cettedviationvapermettrederaccorderlaLigneGrandeVitesseV2/160quiestencourde construction.ParconsquentdestrainsdetypeTGVvontgalementcirculersurcettemmevoie ferroviaire, voir plan densemble du DCE, en annexe. Le mur de soutnement M4 se situe la suite du mur de soutnement M2 et il traverse la voie ferroviaireV2/146existanteavecunbiaistrsfaible.Enraisondesonimplantation,ilestncessaire dinterrompre la circulation des trains pour la ralisation de ce mur de soutnement et labaissement de la plateforme ferroviaire V2/146. La SNCF a prvu un dlai de ralisation de lensemble des travaux de 4 semaines, voir le DCE: les travaux sont raliser partir du 8 juillet 2013 au 4 aot 2013. Un dlai partiel (DP7) de fin des travaux est appliqu par la SNCF. Ce dlai partiel correspond labaissement de la plateforme V1/146 et la pose dumurdesoutnementM4.LapnalitderetardencasdedpassementduDP7estde5000/jour calendaire. De ce fait, il est impratif pour lentreprise GTM Alsace de respecter ce dlai partiel. 4.1.2Quelques chiffres Quelques donnes numriques concernant le mur M4 :-Longueur du mur de soutnement M4 = 214,25 ml -Murprfabriqucomposde111lmentsdelongueurvariable :49picesde1,24mdansla continuit du M2 ; 60 pices de 2,49 m et 2 pices de 1,5 m -Longueur matric = 106,25 ml et longueur de parement lisse = 108 ml -Poids des lments prfabriqus : de 8,7 To jusqu 16,6 To (llment le plus lourd des plots 1,2 et 3) et 15,75 To (llment le plus lourd des pots 4, 5, 6, 7 et 8).-Travaux raliser pendant la coupure des voies ferroviaires de 4 semaines : S28 S31 de 2013 A travers ces quelques chiffres, lampleur des travaux raliser peut tre mesure. 4.1.3Problmatiques des travaux Les principales problmatiques pour la ralisation et la pose du mur M4 sont :-le dlai fix par RFF et la SNCF qui est court au vu du linaire traiter -la gomtrie du mur M4 -la mthode de prfabrication des lments -le transport des pices prfabriques -la mthode de pose des lments prfabriqus -les accs pour atteindre le mur M44. Le mur de soutnement M4 24 4.2Gomtrie du mur M4 4.2.1Description du mur M4 selon le DCE Le mur M4 est le prolongement du mur M2. Il doit tre ralis pendant les coupures de la ligne L146000(priodesdinterruptiontotaledescirculationsdetrainsdelaS28S31en2013.Ilseraen consquence prfabriqu. Tous les portiques catnaires seront dposs pralablement la ralisation du mur de soutnement. Les massifs de ces portiques se trouvant sous le mur M4 seront dmolir. Le mur M4 permet de maintenir la voie RACC V2 de la LGV. La longueur du mur est de 214,31 m. La hauteur du voile (dessus mur dessus semelle) est comprise entre 1,95 m 3,95 m. Dans la partie nord du mur, le talon avant du mur a une longueur constante de 0,80. La largeur de la semelle est comprise entre 2,35 m et5,00m.Lpaisseurdelasemelleestcompriseentre0,40met0,60m.Laltitudedelasemelleest constante par paliers. Pour viter les problmes de glissement (notamment sous sollicitation sismique), la semelle du mur M4 est quipe dune bche de 0,30 m dpaisseur et dune hauteur de 0,30 m situ larrire du mur (ct terre). Lpaisseurduvoileentteestconstante0,40m(ycomprismatricearchitecturale)dansla partiematriceet0,25m ailleurs.Lpaisseurenpiedvarieenfonctiondelahauteurduvoileavecun fruitdenviron5%larrireduvoile.Lafaceavantduvoileestverticaleetmatrice.Unenappe drainanteetunsystmededrainagesontpositionnslarriredumur.Unebandedarrtdeau interne ou externe suivant lemplacement des joints des voiles est mise en place pour viter les passages deau entre deux voiles du mur. Pour viter les dsafleurements ventuels entre diffrents lments du voile,desembrvementsverticauxsontraliseraudroitdesjointsdesemelles.Desbarbacanesde 0,10 m de diamtre avec une pente minimale de 10% sont positionnes tous les 2,00 m 0,20 m du sol lavant du mur (pour permettre leur entretien ventuel). Une hauteur minimale de 1,07 m de remblai au-dessus du patin avant est prise en compte pour limplantation altimtrique des semelles compte tenu du drainage. Levoiledumurestdcoupenpanneauxdenviron8,00mdelongueuretlessemellesen panneaux denviron 24,00 m. Ce mur est muni en tte dun garde-corps de type VM7 lorsquune piste est prsente pour la voie suprieure. La crte du mur est parallle lintersection du talus avec larrire du voile en considrant une garde minimale de 0,20 m. Le mur est ralis en partie derrire un blindage pour maintenir la plate-forme de la voie suprieure. Par consquent, le mur M4 imagin par la matrise duvre est la suivante : 4. Le mur de soutnement M4 25 Figure 4.1 Mur M4 selon le DCE 4.2.2Analyse du DCE Selon le DCE, le mur M4 est compos de voile de 8 m de long. Or la largeur de ces voiles est de 0,40metontunehauteurquipeutallerjusqu3,95m.Parconsquent,lamassedepanneauestde 31To.Lagruencessairepourdplacerunpanneaudecettedimensionetdecettemasseest importante. De la mme faon, la semelle dune longueur de 24m, dune largeur qui peut atteindre 5m et dune hauteur de 0,6m a une masse de 180To. La solution envisage par le DCE nest pas ralisable en raison du transport des lments prfabriqus, mais galement vis--vis du moyen de levage mettre en place pour soulever la charge. De plus, contrairement ce qui est prvu sur le DCE, le mur M1 est compos dcaille en Terre-Arme. Par consquent, larrire du mur M1 se trouve un remblai technique et des tirants mtalliques qui assurent la stabilit du mur M1. Il est ncessaire de mettre en place lensemble du mur M1 dans sa globalit avant la coupure de S28 S31 pour limiter la coactivit sur le chantier pendant cette priode. Cependant, le remblai technique et les tirants limitent fortement la place disponible pour la pose du mur M4, voir coupe suivante et le cahier de situation rel du mur M4, en annexe. 4. Le mur de soutnement M4 26 Figure 4.2 Coupe E-E LemurM1setrouvebienlarriredumurM4,cependantilestcomposdcaillesenTerre-Arme. Des tirants sont prsents pour retenir le mur M1, ct M4. Les tirants sont indispensables dans la stabilit de louvrage. En effet, grce la force de friction entre les tirants et le remblai technique, le mur de soutnement est retenu. La longueur des tirants ncessaire est dimensionne, cependant pour avoir une estimation de cette longueur, on applique la formule suivante : 0,8 Avec :-L : Longueur estime du tirant -H : Hauteur du mur en Terre-Arme 0,8 4,5 , Lalongueurdes tirants estdenviron 3,6m.Cependant,selonlanotedecalcul deTerre-Arme, ces tirants atteignent une longueur de 4m en tte dcailles. Malgrunepentede1/1duremblaitechniquelarriredumurM1,lepieddutalusest quelques centimtres de la semelle du mur M4 certains emplacements sur le linaire du M4. De plus, la bchedemandeparlamatriseduvrepourviterleglissementdumurM4nestpasralise.La faisabilit mme de la pose du M4 est remise en questions. Unenouvellesolutiondoittreenvisagepourpermettrelafabrication,letransportetlaposedes pices prfabriques. 4. Le mur de soutnement M4 27 4.3Solutions gomtriques envisages Au vue du dlai dexcution du mur de soutnement M4, la prfabrication est demande par la matriseduvredanslemarch.Depluselleestncessairepoursassurerdelafaisabilitde loprationdansletempsimparti.Cependant,pourraliserlaprfabricationdeslmentsplusieurs solutions sont envisageables :-La semi-prfabrication -La prfabrication sur site -La prfabrication chez un prfabricant. 4.3.1Gomtrie 1 : Semelle et voile spares et prfabriques Unepremiresolutionestenvisageensparantlaprfabricationdelasemelleetduvoile.La semelleetlevoilesontdimensionnspourtrefacilementtransportableetmanipulable.Par consquent,leslmentsontunemassedenviron10To.Enfinpourpermettrederelierlevoilela semelle,unsystmedeclavagelarrireestimagin.Cettelongrinedeclavageestcouleenplace aprs la pose des lments qui composent le mur en T ou L . Figure 4.3 Gomtrie 1 Cette solution prsente des avantages mais galement des inconvnients. Reprise de btonnage 4. Le mur de soutnement M4 28 Avantages : Cettesolutiondiviselemuren2partiesdistinctes.Ces2partiesprsententlavantagedavoir une forme gomtrique simple, cest--dire que ce sont des paralllpipdes. Cette forme gomtrique simplefacilitelamanipulationdeslmentslorsdeleurfabrication,lorsduchargement,lorsdu transport, lors de leur pose. Toutes les manutentions des lments prfabriqus sont facilites du faite de leur forme gomtrique simple :-llingage des lments -la position des lments dans lespace aprs lingage Enplusdesimplifierlamanutentiondeslments,lafabricationdes2partiesestfacilement ralisableparleprfabricant.Pourleprfabricant,ceslmentssontsemblablesdesdallesoudes murs droits. En plus de faciliter la manutention des lments, letransportestgalementfacilit.Lesdimensionsdes2 partiessontdimensionnesenfonctiondescontraintes detransport(dimensionetpoidsautorisde chargement)etdesmoyensdelevageprsentsurle chantierpendantloprationdeposedumur prfabriqu.Letransportdeslmentspeuventse raliser de faon similaire au transport de pr-mur . Le transportde pr-mur seffectuegnralement laidedetransportde typeFaymonville,quiala caractristiquedavoirdesremorquessurbaissespourtransportersurlesroutesdeslmentsde grande hauteur. Lespartiessonttransportesverticalement.Cettesolutionprsentelavantagedediminuer fortement le nombre de transport pour acheminer lensemble des pices prfabriques. La limite de ce systme est le PTAC, cest--dire le Poids Total Autoris en Charge des tracteurs et de leur remorque. Enfin, lors de la pose des lments prfabriqus, 2 rglages quasiment indpendants sont utiliss pour sassurerdurespectdela planitdespiceslesunesparrapportauxautres. Lasemelleestrglede faonindpendanteauvoile.Cesystmepermetdemodifierfacilementlesdfautsdaltitudeetde planit de chaque pice. La semelle du mur prfabriqu jour le rle dun rglage grossier (+ ou - 1cm), alors que le voile est rgler de faon prcise (+ ou - quelques millimtres). Inconvnients : En raison du type de transport choisi pour la semelle et du voile, il est ncessaire deffectuer une rotation de la semelle du mur prfabriqu. La semelle est transporte dans sa position verticale dans un soucidoptimisationdutransport.Pourcetteraison,ledimensionnementdesarmaturesdoivent permettrellmentdersistersonproprepoidsdanssapositionverticale(positiondetransport), maisgalementdanssapositionhorizontale(positiondfinitive).Auvudupoidsdellment,la quantitdarmaturestransversalesestmajoreetparconsquentleprixdellmentprfabriquest galement major.Figure 4.4 Transport de pr-mur par Faymonville 4. Le mur de soutnement M4 29 Lorsdelaposeduvoilesurla semelle,ilestncessairedestabiliser llment laide dtais tirant poussant. Or,pourquecedispositifaitune influencesurlastabilitduvoile,ilest ncessairedtayerlevoiledanslapartie suprieureduvoile.Certainsvoilesont des hauteurs pouvant atteindre 3,95m. La mise en place de ces tais tirant-poussant peutalorsprendreuntemps considrable,carilestncessaire dassurer la scurit des compagnons lors destravauxcettehauteur,par lintermdiairedeplateformedetravail en hauteur ou avec une nacelle. De plus, il est galement ncessaire de raliser une bute sur la semelle pour viter que le voile glisse sur la semelle. Cette bute est indispensable car le voile a une largeur faible et est trs rapidement dans une position instable. Cesdispositifsdestabilisationprennentuntempsconsidrablependantlaposedeslments prfabriqus. Aprs la pose des 2 parties : la semelle et le voile, la longrine de clavage est ralise larrire du voiledumurdesoutnement.Poureffectuercettelongrine,desfilantssontplacerlintrieurdes armatures dattentes de la semelle et du voile. Enfin, un coffrage est pos pour pouvoir couler le bton. Lensemble de ces oprations est consommateur de temps. Or la stabilit et la prennit de louvrage est assuresuniquementparcettelongrinedeclavage.Parconsquent,laSNCFdemandeuncomplexe dtanchit autour de la longrine important pour sassurer de la protection de la longrine. Or la pose du complexe dtanchit est longue raliser. Enfin, auprs de la matrise duvre, cette solution tait difficilement prenne dans le temps, car ilestimpossibledevrifierdevisultatdedgradationdubtoncomposantlalongrinedeclavage pendant la dure de vie de louvrage de soutnement, sans interrompre compltement la circulation de lavoieferreRaccV2etlaralisationduneexcavation.Malgr,lamiseenplacedeprotectionsurle bton composant la longrine de clavage : du noir de fondation, une nappe drainante, des bandes darrt deau au niveau des joints ; ce dispositif ntait pas conforme au souhait de la matrise duvre. En raison du refus de la matrise duvre de cette solution pourtant intressante du point de vue conomique,notammentuneconomieimportanteauniveaudutransportetdelaprfabricationen elle-mme. Une nouvelle solution doit tre trouve. Etais tirant-pousssants Bute Figure 4.5 Systme de stabilisation du voile 4. Le mur de soutnement M4 30 4.3.2Gomtrie 2 : Semelle prfabrique et voile coule en place Ladeuximesolutionenvisagecorrespondlaprfabricationdelasemelleuniquementetde laisser dpasser les armatures en attentes du voile. Le voile tant coul sur place aprs la pose. Avantages : Cette solution divise la fabrication en 2 lments distincts. La semelle prfabrique avant la pose dumurdesoutnement,puislevoileralisependantlacoupureferroviaire.Parconsquent,une reprise de btonnage est effectue au bas du voile.Un des premiers avantages de cette solution est le transport. Du fait dune gomtrie simple, le transportestmatris.Lesdimensionsdelasemelleestdterminenfonctiondumoyendelevage choisi et mis en place pendant les travaux de pose, et galement par la prsence des joints de dilatation. Par lintermdiaire de ces 2 aspects, le transport des lments semi-prfabriqu est connu et matriser. Deplus,cettesolutionprsentelavantagedefacilitlamanutentiondeslmentslorsdela posedeslmentspendantlacoupureferroviaire.Malgrlaprsencedelacagedarmaturequi compose le voile, le centre de gravit se trouve dans la semelle en bton arme. La cage darmature qui compose le voile du mur prfabriqu a un poids ngligeable par rapport au poids de la semelle en bton arm. La manutention est facilite car la pice reste facilement stable.Semelle prfabrique Voile coule en place Reprise de btonnage Figure 4.6 Gomtrie 2 4. Le mur de soutnement M4 31 Unefoislasemelle prfabriqueposeetajuste,cette semelledevientunexcellentsupport pourlaralisationduvoile. Contrairement un remblai, la semelle estunsupportfixeetstable.Pour lexcutionduvoile,desbanchessont mises en place et tayer sur la semelle enbtonarm.Leslestsnesontpas ncessairesdanscecas.Cependant,il fautprvoirunsystmedefixationde ltayementsurlasemelle.Labsence de mise en place de lest est un gain de tempspendantlexcutionducoffrage du voile. Btonner le voile en place laide de bancheassure la continuit du voile. La position du voile dans lespace (x ; y ; z) est matrise. Laltitude du mur, lpaisseur des joints de dilatation, la planit du mursontcompltement matriss. Les erreurs,suite laposedelasemelleprfabriquetellequedes tassements diffrentiels du remblai, sont rattrapes facilement laide de ce systme lors du rglage des banches. Inconvnients LemurdesoutnementM4estcomposde105mldunvoilematriceetde110mldun parement lisse. Lecoulageenplacedubtonnepermetpasdesassurerdelaqualitduparement.Enraison desconditionsdechantier,laqualitdesparementsbtonestsusceptibledtrenonconformeaux attentesduclient.Suitedeserreurshumaines,desoublisouencoredesalasdechantiertelquela mto,laqualitduparementbtonpeutvarier.Lesnon-conformits,silyenadoiventalorstre repriseavantlarceptiondumurdesoutnement.Cependant,laduredexcutiondumurde soutnement M4 est trs courte. De plus, en raison du planning de ralisation du mur M4, les voiles des murs doivent tre coules en place en 2 jours. Soit 1 jour pour bancher et couler la partie matrice et 1 jour pour bancher et couler lapartielisse.Parconsquent,laquantitdematriceavoirsurlechantiercorrespondlasurface matrice du mur en entier. Aucune rutilisation nest possible. Banche Etai tire-pousse Entretoise Mannequin pour raliser le fruit du mur Figure 4.7 Dispositif de ralisation du voile en bton arm 4. Le mur de soutnement M4 32 Tableau 4.1 Analyse du cot de la matrice Matrice Madeira Reckli 1/42 Rutilisation Surface [m]Cot [/m]Total []Augmentation [%] Prfabrication152559514875Coulage sur place13305951963501320% En raison de la non-rutilisation de la matrice, le cot de cette matrice augmente de faon exponentielle. Au vue du prix de la matrice, les matrices sont gnralement rutilisable plusieurs fois. La socit Reckli qui nous fournit les matrices produisent 3 sries de matrice diffrentes :-Srie E = 10 emplois -Srie A : 50 emplois -Srie C = 100 emplois Dansnotrecas,lasriedematriceutiliseestlasrieElorsdelaprfabricationetlorsdu coulage sur place, daprs le type de matrice qui permet de 50% sa dure de vie. En effet, le prfabricant a besoin davoir plusieurs mtres carrs de matrice pour russir prfabriquer plusieurs lments en 1 jour. De plus, la hauteur des lments varie ce qui ncessite de couper ou de changer la matrice. Enfin, la rsistance du bton au jeune ge est faible pour soutenir la pousse du remblai. Selon lEurocode : ./ Soit une ciment 52,5 R, lexposant s : 0,2 Soit un remblaiement 3 jours aprs la coulage de llment. ,./ , Pout 28 . Avec un bton C35/45 :- 43 3 0,663 43 Enfin la rsistance caractristique du bton est : 8 3 28 8 Pousse du remblai induit la contrainte suivante au bas du mur de soutnement 1700 9,81 3,95 , 4. Le mur de soutnement M4 33 Lapousseduremblaiestimportanteparrapportlarsistancedubton.Deplus,des hypothses qui peuvent se rvler optimiste ont t utilises, notamment le remblaiement 3 jours des murs de soutnement. 4.3.3Gomtrie 3 : Voile prfabrique et semelle coule en place Cette 3me gomtrie correspond la prfabrication uniquement du voile avec les armatures en attentes de la semelle qui dpasse de llment prfabriqu. La semelle de llment est coule en place. De la mme faon que la gomtrie 2, une reprise de btonnage est ncessaire. Avantages : Comme prcdemment, cette semi-prfabrication prsente lavantage de matriser le transport. Llment prfabriqu est plat hormis la cage darmature en attente qui compose la semelle du mur. Le levage de llment se fait uniquement travers 2 douilles de levage en tte des corniches. Llment est stablependantlamanutentionetletransportcarlaquasi-totalitdelamassesetrouveauniveaudu voile. Avant la ralisation de la semelle du mur de soutnement, le centre de gravit se trouve dans le voile ce qui rend llment stable. Par consquent, la manutention des lments est facilite. Le btonnage de la semelle prfabrique est simple raliser. La semelle prfabrique repose surleremblai.Laseuleprcautionprendreestdhumidifierlesolavantbtonnagepourviterque leauprsentedanslebtonnesoitabsorbeparleremblaisouslasemellebtonner.Oulautre solutionestdemettreenplaceunemembraneimpermablequiretientleauprsentedanslebton dtre extraite.Semelle coule en place sur chantier Voile prfabrique Reprise de btonnage Figure 4.8 Gomtrie 3 4. Le mur de soutnement M4 34 Enfin,aprsavoirrglerlaltimtrieetlaverticalitduvoile,lebtondepropretsouslasemelle prfabriquedevientinutile.Lessemellesprfabriquessontdoncsimplementposessurunremblai compact. Par consquent, un gain de temps est observ par labsence de la mise en place dun bton de propret sous la semelle du mur de soutnement. Inconvnients Undesinconvnientsmajeursdecettesolutionestlinstabilitdelouvrageaprslaposede llmentetavantlebtonnagedelasemelle.Pendantcettephasedetransition,ilestindispensable davoir des tais tire-pousse ou tout autre systme similaire pour garantir limplantation du voile du mur de soutnement. Cette instabilit du voile induit galement desproblmatiques de scurit sur le chantier. Pour lebtonnagedelasemelledumurdesoutnement,lesouvrierssontncessairementproximit immdiatsduvoiledumurdesoutnement.Deplus,pendantlebtonnagedesvibrationssont prsentes dues au vibreur, la circulation dengin de chantier, aux trains, ce qui augmente linstabilit de louvrage reposant sur les tais tire-pousse. Enfin,commeprcdemmentpourlagomtrie2,larsistancedubtonestfaiblelorsdu remblaiement larrire du mur M4 au vue de la hauteur remblayer. 4.3.4Gomtrie 4 : Mur prfabriqu compltement Enfin,laderniresolutionenvisageableestlaprfabricationdumurM4en1lmentunique dans une usine de prfabrication. Avantages : Enusinedeprfabrication,lesconditionsdeprfabricationsontsemblablesdunjourlautre. En effet, les lments prfabriqus sont moins soumis aux alas des conditions mtorologiques, Par consquent,lerendementdeproductionestplusoumoinsconstant.Contrairementuneproduction sur chantier o la cadence peut varier rapidement. En raison de conditions de prfabrication semblables, la qualit des parements est leve. Extrait du DCE : L'ensembledeslmentsprfabriqusdemmetypedoittred'aspecthomogne,et conforme l'image des lments tmoins approuvs par le matre d'uvre.Lesdispositifsdelevageetdefixationnedoiventpastresitussurlesparementsvus.Les insertsayantservilamanutentionetrestantdemeuredanslebtondellmentprfabriqusont protgs contre la corrosion par galvanisation, ou en matriau inaltrable ou obturs efficacement.L'obturation par un bouchon en bton doit comporter un collage de la reprise de bton par une rsinepoxydique,l'exclusiondetouteslesautressolutions.Lesdispositionstechniquesexactes retenuespourl'tanchitentreleslmentssontprcisessurlesplansd'excutionetsoumises 4. Le mur de soutnement M4 35 l'accorddumatred'uvre(danslesmmesconditionsquepourtouslesplansd'excutionde l'ouvrage).Le critre de teinte est tabli suivant les prescriptions suivantes : Lateinteestapprcieparrapportl'lmentdecornichetmoinapprouvparlematre d'uvre. L'cart de teinte est tabli l'aide de l'chelle des gris prsente dans la norme P 18-503. Les cartsadmissurl'chelledesgrissontde1entredeuxzonesadjacentes,etde1entredeuxzones loignes de teinte extrme. La mise enplaceetlafixationdes lmentsprfabriqussontexcutessuivantlesindications portes sur les plans d'excution correspondants et suivant la procdure prvue au PAQ. Lestolrancesd'excutiondeslmentsprfabriqussontde1cmsurlesdimensions extrieures. La prfabrication en usine permet datteindre les objectifs de qualit fixs par le DCE. Le DCE est difficilement compatible avec une prfabrication sur chantier. Enfin, le dlai partiel impos par la matrise duvre est impos dans le contrat du fournisseur. Lapressionengendreparcedlaipartielseretrouvechezlefournisseur.Cependant,ilestplus facilement respectable en usine chez un prfabricant que sur chantier. Inconvnients : LaprfabricationdumurM4en1lmentuniquerendlamassedellmentimportante, pouvantfacilementatteindre15To.Deplus,laformegomtriqueimposeuncentredegravit lextrieur de la matire. Par consquent, toutes les manutentions ncessaires de la pice sont difficiles. Pour les mmes raisons, le transport est galement difficile. Enfin, des travaux de prparations consquents sont raliser, tel que la ralisation dun bton depropretavecuneplanitdontlatolrancedexcutionesttrsfaible.Laralisationdebtonde propret ncessite un temps important dans la pose des lments prfabriqus. 4.3.5Synthse de la gomtrie Laseulesolutionacceptableparlamatriseduvre estlaprfabricationdumuren1lment chez un prfabricant.LescaractristiquesgomtriquesdumurM4sontprcisessurleplandecoffragedumurde soutnement M4. LacotealtimtriqueenttedumurdesoutnementM4varieconstammentlelongduM4. Pour viter la pose de 111 lments uniques et pour simplifier la pose du mur de soutnement, des plots sontmisenplace.Cesplotscorrespondentdeslmentsprfabriqusidentiques,cequifacilitenon seulementlaprfabricationdeslmentsprfabriquspourleprfabricant maisaussilapose. Lapose estfacilitecarlalogistiquedacheminementdespicesselimiteauxinterfacesentrechaqueplot.Ce systme de plot est rendu possible par la mise en place dun bton de propret en forme de redan ou de marche le long du mur de soutnement. De plus, le bton de propret mettre en place possde une pente pour respecter la cote altimtrique en tte de mur.4. Le mur de soutnement M4 36 Par consquent, le mur de soutnement M4 est compos de 8 plots distincts :-Plot 1 : Murs M4-1a (15 pices) et M4-1b (1 pice) -Plot 2 : Mur M4-1c (16 pices) -Plot 3 : Mur M4-1d (17 pices) -Plot 4 : Mur M4-2a (9 pices) -Plot 5 : Mur M4-2b (9 pices) -Plot 6 : Mur M4-3 (11 pices) -Plot 7 : Mur M4-4 (11 pices) -Plot 8 : Mur M4-5 (20 pices) et M4-6 (2 pices). 4.3.6Rcapitulatif des solutions envisages Tableau 4.2 - Rcapitulatif Prfabrication AvantagesInconvnients Sur chantier - Cot du transport trs faible. - Flux tendu facilement ralisable si stockage des pices est proximit du lieu de pose. - Manque de place sur le chantier pour les stocker. - Rendement de production plus faible qu'en usine (dpends des alas du chantier), selon retour d'exprience de prcdents chantier. - Ncessit d'une grue quotidiennement pour le levage des pices et le stockage des pices. En usine - Qualit des parements est leve- Rendement de production lev - Respect du planning - Transport difficile au vu des dimensions des lments et coteux. - Manutention difficile : lment difficilement stable. - Ncessite des travaux de prparation avant la pose. Semi-prfabrication AvantagesInconvnients Semelle prfabrique + voile coule en place - Elment de gomtrie simple. - Transport matris et facilit de manutention. - La semelle devient un excellent support pour bancher le voile. - Qualit du parement soumis aux alas du chantier. - Ncessit d'une quantit importante de matrice rutilis que 1 fois. - Rsistance du bton pendant le remblaiement est faible. Semelle coule en place + Voile prfabrique - Elment de gomtrie simple. - Transport et manutention facilit. - Qualit du parement leve. - Absence de ralisation d'un bton de propret. - Difficult de stabilisation des murs avant le btonnage de la semelle. - Risque de renversement du voile avant et pendant le btonnage de la semelle. - Rsistance du bton faible pendant le remblaiement. 4. Le mur de soutnement M4 37 Semelle et voile prfabrique mais spare - Elment de gomtrie simple. - Transport et manutention facilit. - 2 rglages indpendants. - Pas de vrification possible par la matrise d'uvre sur la prennit de l'ouvrage : la structure est maintenue uniquement l'aide d'une longrine l'arrire du voile. 4.4Prfabrication du mur M4 chez le prfabricant Laprfabricationconsistelassemblementdescomposantsdunestructuredansuneusine, puisdetransporterlastructurecomplteousemi-compltesurlechantierolastructuredoitse trouver.Lebutdelaprfabricationestderaliserdeslmentsprfabriquslunaprslautreen utilisant le mme matriel et la mme mthode. Pour cette raison, les avantages de la prfabrication sont multiples.Le coffrage est rutilis plusieurs fois selon les dimensions des pices, ce qui permet de diminuer lebesoindematriel.Laprfabricationseffectuegnralementdansunmilieucouvertetdansdes conditions de travail plus facile que sur le chantier, cette particularit rduit le temps de construction de louvrage. De plus, en raison de ces conditions de travail, la qualit de fabrication est souvent suprieure la fabrication sur site directement. Cependant,laprfabricationinduitgalementdesinconvnients.Entrechaquelment prfabriqu, se trouve un joint quil est ncessaire de traiter sur chantier. Le cot du transport des pices prfabriquesnestpasngligeable.Deplusselonletypedetransportncessaire,descontraintes administrativessajoutent.Unmoyendelevageestncessairepourlamiseenplacedeslments prfabriqus. Dans le cas du mur de soutnement M4, il est ncessaire de prfabriquer lensemble des pices. La construction sur site du mur M4 est trop longue par rapport au planning prvu par la SNCF. De plus, le mur de soutnement M4 doit possder une rsistance suffisante lors du remblaiement larrire du M4. OrcetteoprationderemblaiementesteffectuunefoislaposedumurM4faite.Silemurde soutnement M4 est ralis en place, le bton na pas suffisamment de rsistance au vue de la hauteur de remblai supporter. Par consquent, le mur de soutnement M4 est prfabriqu. Auvuedelatailleetdupoidsdeslmentsprfabriqus,desdifficultsdeprfabrication apparaissent.LemurdesoutnementM4estmatricetauneformedeLouT.Ilestncessaireau prfabricant de couler les pices prfabriqus en 2 fois :-Le voile avant matrice et le patin avant de la semelle -La semelle arrire du mur de soutnement.Entre ces 2 phases, le retournement de la pice est ncessaire. Desproblmatiquesdepontroulantsajoutentpendantlaprfabrication.Lespices prfabriquesontunpoidsimportant.Lacapacitdupontroulantdelusinedeprfabricationdoit permettre la leve des pices prfabriques et de larrache du coffrage. 4. Le mur de soutnement M4 38 Des solutions doivent tre trouves pour la phase de prfabrication. Aprs consultation auprs de nombreux prfabricants, la prfabrication du mur M4 est effectue auseindelentrepriseSPURGINLEONHARTSlestat(67).Ceprfabricantbnficieduneproximit gographiqueparrapportlalocalisationduchantier,maisgalementdinfrastructureinternetelle quunecentralebtonsurlesitedeproduction,quiluipermetderpondreauxbesoinsde prfabrication. 4.4.1Planification de production des lments La production des lments prfabriqus dpende de 2 critres :-La diffusion des plans BPE : le 02/04/2013 -Le Dlai Partiel DP 5 : la fin de production des lments prfabriqus. : le 07/06/2013 10 semaines pour raliser lensemble de la production. Enfonctiondeces2critre,unrendementdeproductionestdterminparleprfabricant.Ildoit obtenir un rendement minimal de 2,24 pices/jours sur une base de travail de 5 jours/semaine. Deplus,unepartiedeslments prfabriqusontunesurfacematrice.La matricedemandeparlaSNCFestlamatrice Madeira Reckli 1/42. Cette matrice a pour but la mise en place de motif sur des surfaces en bton. Cette matrice prsente lavantage davoir uneformecontinue.Lesondes,malgrquelles aientuneamplitudeimportante,nereprsente pasdesformesavecdesanglesaigus.La rutilisationdesmatricespeutprobablementse faire facilement. Aprs de nombreuses discussions avec le prfabricant des murs de soutnement, le fournisseur de la matrice et GTM Alsace, un compromis de rutilisation a t trouv pour permettre la prfabrication des pices prfabriques dans le temps imparti, mais galement le nombre de rutilisation autoris par lefournisseurdelamatrice.Cesdiscussionsontpermisdaboutirlacrationduplanningde prfabrication ci-dessous. Figure 4.9 Matrice Madeira Reckli 1/42 4. Le mur de soutnement M4 39 Figure 4.10 Planning de prfabrication des murs de soutnement M4 4. Le mur de soutnement M4 40 Ce planning prend en considration la prparation des coffrages. La mthode de production du prfabricantinduitlaralisationdunmurdesoutnementen2jours.Pourqueleprfabricantpuisse respecter les dlais qui leurs sont imposs, il est ncessaire de fabriquer 4 pices par jour pendant le pic de production. 4.4.2Mthode de production du M4 Lamthodedeproductionpourlaralisationdeslmentsprfabriqusestderalistousles lments en 2 jours :-Jour 1 : Ralisation du voile -Jour 2 : Dcoffrage Retournement de la pice prfabrique Ralisation de la semelle. Lensembledesoprationsdemanutentionsavredifficilemmeauseindelusineavec lensemble des moyens quelle comporte : plusieursponts roulants, les tables de coffrage, la centrale bton proximit, le personnel qualifi, Lesdifficultsrencontreslorsdelafabricationdespicesprfabriquesproviennentdes dimensionsdespices.Lechoixduprfabricantestdacheminerlescagesdarmaturescompltesde chaquepiceprfabriquedepuisundeleursous-traitant.Puisdeposerlacagedarmaturedansle coffrage.Loprationdemanutentiondelacagedarmatureestdifficileraliserenraisondela grandeurdelacagedarmatureetdelapositionducentredegravit.Cecentredegravitsetrouve environ 1 mtre larrire du voile et 1 mtre au-dessus de la semelle. Figure 4.11 Mthode de prfabrication des murs de soutnement Cage darmature de la semelle Cage darmature du voile coffre 4. Le mur de soutnement M4 41 Le rsultat de la prfabrication est le suivant : 4.5Transport des lments prfabriqus Le transport est organis par le prfabriquant. Cependant, il va fortement impacter la mthode depose.Selonletypedetransport,lapositiondellmentlorsdutransport,,lescadencessurle chantier sont amenes tre modifier. Latailledecertainslmentsprfabriqusimposentdestransportsexceptionnelspourles acheminerdepuislusinedeprfabricationjusquauchantierduRaccordementdeVendenheim.La hauteur des pices prfabriques les plus hautes (mur M4-1a et mur M4-1b) est de 4,45 m. La hauteur de cette pice ajoute la hauteur de la remorque conventionnel sapproche dune hauteur total de 5m.OrletransportentrelusinedeprfabricationbaseSlestatetlechantierdeVendenheim traversedespassageshauteurlimiteinfrieure5m,gnralementavoisinant4,30m.Par consquent, une solution doit tre trouve pour russir acheminer les pices prfabriques. 4.5.1Rglementation du transport 4.5.1.1Transport conventionnel Pourdterminerletransportncessairedes mursprfabriqus,unrappeldelarglementation en vigueur est ncessaire. SelonleDcretn2012-1359du4dcembre2012relatifaupoidstotalroulantautorisdes vhicules terrestres moteur : Objet : poids total roulant autoris pour les vhicules de transport routier de plus de quatre essieux et charge totale maximale autorise pour un essieu ou un groupe d'essieux.Entre en vigueur : le dcret entre en vigueur le 1er janvier 2013.Figure 4.12 Mur prfabriqu sur le site de production : M4-1 gauche en T, M4-2 droite en L 4. Le mur de soutnement M4 42 Notice:lecodedelaroutefixedeslimitesdepoidstotaletdepoidsl'essieupourlesvhiculesde transport routier. Le dcret augmente la limite du poids total roulant autoris de 40 tonnes 44 tonnes pour les vhicules de plus de quatre essieux.Ilfixedesrglesplusstrictesconcernantleschargesl'essieuautorisespourlesvhiculescirculant plus de 40 tonnes : 12 tonnes pour l'essieu moteur au lieu de 13 tonnes ; 27 tonnes pour un groupe de troisessieux(tridem)aulieude31,5tonnes.Lesconditionsdanslesquelleslesvhiculesdetransport routiersontautorisscirculerentre40et44tonnessontprcisesparunarrtduministrecharg des transports. Deplus,selonArrtdu4dcembre2012relatifaupoidstotalroulantautorisdesvhicules terrestres moteur : Objet : prescriptions techniques relatives aux vhicules effectuant un transport de marchandises entre 40 et 44 tonnes.Entre en vigueur : le texte entre en vigueur le 1er janvier 2013.Notice : cet arrt, prvu par l'article 4 du dcret n 2012-1359 du 4 dcembre 2012, fixe les conditions danslesquelleslesvhiculesdetransportroutiersontautorisscirculerentre40et44tonnes compter du 1er janvier 2013.Ilabrogel'arrtdu17janvier2011relatifaupoidstotalroulantautorisdesvhiculesterrestres moteur utiliss pour le transport combin, la desserte des ports maritimes et fluviaux et le transport de certains produits agricoles et agroalimentaires. La rglementation en vigueur concernant le transport routier limite la largeur des camions 2,55 m. Selon le type de transport, la longueur du tracteur et de la remorque peuvent atteindre 16,5 m pour un vhicule articul. Figure 4.13 Dimension des transports routiers Du point de vue de la hauteur, en France, elle nest pas limite. Le transporteur doit cependant sassurer quil peut circuler sans inconvnients. Les passages hauteur limite sont signals que lorsque lahauteurlibreestinfrieure4,30m.Untestdemesuredeshauteursdisponiblesdespassages infrieurs doit tre effectu par le prfabricant avant le transport. Enfin,lePTAC(PoidsTotalAutorisenCharge)dunvhiculevarieaveclenombredessieux. Pourunensembledevhicules,lePTRA(PoidsTotalRoulantAutoris)estappliqu.Ilvariecommele PTAC selon le nombre dessieux. Dans notre cas, un vhicule articul est utilis avec plus de 4 essieux, le PTRA est de 44 Tonnes maximum, selon le dcret et larrt du 8 dcembre 2012.Cependant,letransportconventionnelnestpasralisablepourlesplots1,2et3,oles dimensions des pices sont trop importantes.4. Le mur de soutnement M4 43 4.5.1.2Le transport exceptionnel Lespicesprfabriquesontdesdimensionsimportantesetunemassegalementimportante. Le transport exceptionnel est indispensable pour transporter les lments les plus importants. LetransportexceptionnelestprvuparleCodedelaRouteetrglementparlaCirculaire75-173 du 19 Novembre 1975 modifie, et selon les articles R. 433-1 R433-6 du code de la route et enfin parlarrtdapplicationdu4mai2006relatifauxtransportsexceptionnel.3catgoriessont rpertories dans le transport exceptionnel Tableau 4.3 Catgories du transport exceptionnel 1er Catgorie2me Catgorie3me Catgorie Poids Total Roulant AutorisDe 44To 48ToDe 48To 72ToAu-del de 72T LargeurDe 2,56m 3mDe 3,01m 4mAu-del de 4m LongueurDe 16,51m 20mDe 20,01m 25mAu-del de 25m Tous les types de catgories demandent des autorisations administratives dlivres par le prfet dudpartementdedpartenchargeduconvoi.Selonlacatgorie,desitinrairesparticuliers,des horaires, sontimpossauxtransporteurs.Deplus,desvhiculesdeprotection doiventaccompagnerle convoipartirdunconvoide2mecatgorie.Enfin,desvitessesdecirculationsontimposesaux transporteurs selon la catgorie du convoi exceptionnel et lenvironnement dans lequel il circule. 4.5.2Solutions possibles La mthode de transport des pices prfabriques a une importance sur le chantier. En fonction de leur position dacheminement depuis le site de production, la mthode de pose et le temps consacrer la prparation avant la coupure des voies ferres peut augmenter rapidement 4.5.2.1Sur leur tranche En raison des dimensions importantes des plots 1, 2 et 3, un transport spcifique est tudi pour acheminer les pices prfabriques depuis lusine de production au chantier. Positionnerlespicesprfabriquessurleurtranchependantletransportestunesolution tudie. La longueur des lments prfabriqus est de 1,25m, par consquent transporter les lments prfabriqussurleurtrancheannulelesproblmesdehauteurdespassageslimites,notammentsous les ponts. Cependant, cette solution prsente de nombreux inconvnients.La largeur ncessaire pour transporter les pices sur sa tranche est de 4m. Positionner les pices prfabriquessurleurtranchencessiteuntransportexceptionneldecatgorie2.Orlecotdun transportexceptionnelestimportant,notamment causeducotdelavoituredaccompagnementde chaque convoi exceptionnel de catgorie 2. 4. Le mur de soutnement M4 44 Figure 4.14 Transport exceptionnel du mur M4 : Plots 1, 2 et 3 Deplus,lespicesprfabriquesncessitentdtre retourn surlechantier avantleurmiseen place dfinitive. Lopration de retournement nest pas une tche sans risque. Le personnel ouvrier aux alentoursdunepiceprfabriqueenmouvement,maisgalementlapiceprfabriquequipeutse fragiliser pendant la manipulation sont des dangers potentiels. La manutention de la pice prfabrique soumissonpoidsproprencessitegnralementdes majorationsdequantitdacier,notamment au droitdesancresdelevage.Enaugmentantlenombredepositiondelapiceprfabrique,des majorations de quantit dacier sont prvoir par le bureau dtude. 4.5.2.2Dans leur position finale Des systmes qui rabaissent le niveau du plateau de la remorque sont frquemment utiliss pour letransportdepr-murdegrandedimension.Cesystmeestextrapolautransportdesmurs prfabriqusquicomposentleM4.Cettemthodesefaitparlintermdiairedetransportdetype Faymonville et de rack. Les Faymonvilles sont des semi-remorques surbaisss. Les pices prfabriques sonttransportesdansleurposition finale.Cettesolutiondiminuelesrisquessurlechantieren vitantleretournementdepicesprfabriqueslourdesetplusgnralementleurmanutention.En limitantlamanutentiondespicesprfabriques,laduredelocationdesmoyensdelevageest galementlimite,maisaussilesheuresdescompagnonspourmanutentionnerleslments prfabriqus.Deplus,letransportdetypeFaymonvillenestpasrpertoridanslestransports exceptionnels.Cetypedetransportresteuntransportconventionnel.Parconsquent,sonprixest infrieur des convois exceptionnels. Cependant, du fait de leur remorque le prix dun transport de type Faymonville est suprieur un transport conventionnel. Le transport de type Faymonville est utilis uniquement sur les plots 1, 2 et 3 qui sont composs pardeslmentsdegrandehauteur.Lesplotssuivantsnencessitepascetypedetransport,un transport conventionnel suffit amplement pour transporter les pices. Cependant, il est ncessaire au transporteur de vrifier la hauteur de chaque passage limite.4. Le mur de soutnement M4 45 4.6Pose des murs prfabriqus La pose des murs prfabriqus M4 est ralise par GTM Alsace. 4.6.1Planning gnral de lensemble des travaux pendant la coupure ferroviaire Les travaux de pose du mur M4 ncessite au pralable des travaux importants tels que la mise en place dun blindage qui a pour objectif de conserver la structure du remblai ferroviaire. De plus, au vue de limplantation du mur de soutnement M4, un dblaiement est indispensable. De la mme faon des travaux de remblaiement et des travaux dquipements sont effectuer pendant la coupure ferroviaire. Par consquent, le planning suivant est dtermin. 4. Le mur de soutnement M4 46 4. Le mur de soutnement M4 47 Daprsleplanningprcdentprvisionnel,letempsdeposedumurprfabriquM4est seulement de 1 semaine. 4.6.2Problmatiques davant travaux 4.6.2.1Les accs Endehors,descaractristiquesgomtriquesdespicesprfabriques,descontraintes environnementales sajoutent la difficult de pose des lments prfabriqus. AlarriredumurdesoutnementprfabriquM4setrouvelemurM1composdcailleen Terre-Arme et des tirants de 4 m de long. Or, le mur de soutnement M1 est ralis pralablement la posedumurM4. Le remblaiementlarriredu murM1estindispensablepourgarantirlastabilitde celui-ci.Lestirantsprsentsdansleremblaiontpourrledemainteniretdestabiliserlescailles.Ces tirantsassurentleurfonctiongrceauxeffortsdefrictionduremblaisurcestirants.Enfin,le remblaiement larrire du mur de soutnement M1 est compos dun remblai tout-venant 0/40 qui a peu de cohrence. Ce remblai a une pente naturelle assez faible, voir cahier de situation en annexe. EnraisondumurM1etdesonremblai,laposedumurM4seffectuedansun couloir .Un manque de place certain est problmatique pour la pose des pices prfabriques. Plusieurs solutions sont envisages :- Mise en place dun blindage provisoire larrire du remblai du mur M1. Cette solution prsente linconvnient dtre trs couteuse dun point de vue du dlai dexcution mais aussi du point de vue financier. -Limiter la hauteur du remblai. Cependant, cette solution ncessite la stabilisation des cailles et laralisationduremblaipendantlacoupuredesvoiesferroviaires.Anouveau,cettesolution augmente le nombre de tche raliser et la coactivit* sur le chantier. Le mur M4 est situ le long du mur M1. Par consquent, le nombre daccs est limit 2 accs. Un accs de part et dautre du mur M4 :-Laccs n3 : au Nord -Laccs n4 : au Sud Figure 4.15 Accs Nord Zone industrielle Mur M1 Mur M2 4. Le mur de soutnement M4 48 Voir plan densemble du DCE. En face du mur M1 se trouve des entreprises riveraines. Lactivit de ces entreprises les amne raliserdestransportsrgulirement.Pourcetteraison,ilestimpensablepourlechantierdutiliserla surfacesprsentesdesentreprisesriverainescommeaccs.Lerisqueestquelechantiersoitbloqu causedesentreprisesriverainesquipeuventrefuserlacirculationdescamionsdechantiersurle cheminement qui leurs sont rservs et qui leurs appartiennent (parking, ) DanslallongementdumurM4sesituelemurM2,composluiaussidcailleetdetiranten Terre-Arme. LeniveauhautduremblaidumurM2estsuprieurauniveaudubasdelasemelledu1er lmentprfabriqu.Ladiffrencedeniveauestdenviron4m.Pourcetteraison,linterfaceentreles murs M2 et M4 est rendu difficile. A nouveau plusieurs solutions sont penses pour permettre la pose des lments prfabriqus du M4 :-MiseenplacedunblindagequiretientleremblaidumurM2surunehauteurde4m.Ce dispositif prsente lavantage que le mur M2 peut tre ralis dans sa globalit avant la priode de coupure des voies ferroviaires. Cependant, comme prcdemment, le temps de ralisation du blindageestprendreenconsidrationdanslaplanificationetlecotglobauxdestravauxdu projet. De plus la construction dun blindage supprime laccs n3 au fond de fouille.-LimiterlahauteurdeconstructiondumurM2enposantuniquementle1erniveaudcaille proximitdumurM4.Cependant,cettesolutionprsentelinconvnientderaliserlaposedu 2meniveaudcaillependantlestravauxdecoupuredesvoiesferroviairesetdaugmenterla coactivit sur le chantier. Lavantage de cette solution est la conservation dun accs vers laccs n3 (Nord). 4.6.2.2Contraintes supplmentaires pour la pose du M4 LemurM4traverselavoieferroviaireexistanteV2L146pourladvier.Enraisondeson implantation gographique, le mur prfabriqu M4 traverse une partie du corps de chausse de la voie ferroviaire V1 L 146 restant en circulation aprs travaux. Or la SNCF veut sassurer de la conservation du corps de chausse des voies ferroviaires. Pour sassurer de la non dtrioration du remblai constituant leremblaiferroviaire,laSNCFdemandelamiseenplacedunblindageprovisoiretoutlelongdumur M4. 2 solutions majeures sont possibles :-Ralisation dun blindage laide dune paroi berlinoise. -Ralisation dun blindage par lintermdiaire de palplanches. Dans les 2 cas, le dlai dexcution du blindage est trs long. Enfin, sur le chantier du raccordement de Vendenheim, il est interdit de raliser des travaux dans le gabarit ferroviaire. Ce gabarit ferroviaire peut tre symbolis par un axe vertical 5 m de laxe de la voiecircule.Cegabaritdeprotectiondoitpermettredvitertoutecollisionavecdestrainsen circulation.4. Le mur de soutnement M4 49 Malgrlensembledescontraintesduchantier,lemurdesoutnementM4etlensembledes quipements et structures du M4 doivent tre pos au terme de 4 semaines de travaux intensives. 4.6.3La pose des lments Laposedeslmentsprfabriqusseffectuelasuitedestravauxdeblindageetde dblaiement. Le phasage suivant est excut pour la pose du mur de soutnement M4. 4.6.3.1Ralisation du bton de propret Selon la procdure dexcution n1525-0017 : Ralisation du bton de propret par plots, y compris bches :Jour 1 : Plot 8 Jour 2 : Plots 7 et 6 Jour 3 : Plots 5 et 4 Jour 4 et 5 : plots 3, 2 et 1 Lesbchesserontcoffres10cmenretraitdelacotethoriquepourpermettreunebonneposedes lments prfabriqus. Sur les plots 4 et 5, le bton ne devra pas dpasser de lavant de la semelle pour permettre la future pose des caniveaux. Ralisation du bton de propret selon les ctes du plan dexcution. Le bton de propret sera tir la rgle afin dobtenir une tolrance dans la planit de 1cm maximum. LebtonseraapprovisionnauPUMIdepuislehautdumurM1surlensembledesplots,depuisles accs 3 et 4, ou la pompe bton depuis lavant du mur M1. Lundesobjectifsdelaposedumurdesoutnementestdoptimiserletempsdeposedes lments en vitant la mise en place de calage sous les semelles des murs prfabriqus. De plus, la mise enplacedecalesouslessemellesdesprfabriqusvainduiredupoinonnementsurlebtonde propret au jeune ge. Un risque de tassement diffrentiel apparat. Enfin, au vue de la profondeur de la semelledumurM4,lesolprsentestcomposenpartiedargileetdesable.Laportanceetles propritsgotechniquesdecesolimposentlaprsencedunbtondepropretquivarpartirla chargedumurdesoutnementM4etpermettreauxouvriersdetravaillerdansunenvironnement favorable. Parconsquent,ilestprimordialdobtenirunesurfaceplaneavecunetolrancefaiblepourle bton de propret. La ralisation de ce bton de propret est un des enjeux primordial pour la russite du projet. 4.6.3.2Approvisionnement des pices prfabriques Lapprovisionnementdespicesestunpointfondamentalpourlaposedu murM4.Pendantla pose des lments, il est difficilement concevable dtre tributaire uniquement du transport. Cependant trs peu de place est disponible proximit du mur M4. 4. Le mur de soutnement M4 50 Une des solutions envisages est de stocker les lments sur le chantier mais non proximit du murM4.Cettesolutionprsentelavantagedelimiterlesrisquesdutransportcarlespicessont prsentes sur le chantier. Lquipe de pose des lments nest pas tributaire compltement du transport et des alas de la circulation routire. Cependant, cela demande des moyens supplmentaires : une grue supplmentaire et au minimum un transporteur qui fait la navette entre la zone de stockage temporaire et le lieu de pose du mur M4. Tableau 4.4 Influence dune zone de stockage temporaire sur le budget transport UnitQuantitCot UnitaireCot TotalCommentaire Transports traditionnelsu3124575952 lments de 2,49ml/chargement Transports de type Faymonville u49 70034300 1 lment de 1,24ml/chargement Total : 41895 Si stockage temporaire : Transport de la zone de stockage la zone de pose h80 554400 pour 2 quipes de 8h pendant 5 jours Grue supplmentairesem130003000pour 1 grue et 2 chauffeurs Sous-total :7400 Augmentation : 17,7% Uneaugmentationduprixdutransportdequasiment18%estduelazonedestockage temporaire.Depluslamainduvrencessairepourllingagenestpascomptabilisedanscette augmentation ce qui augmente encore le cot de cette solution. Enfin, le risque de manutention et son cot est multipli par 2 : 2 dchargements et 2 chargements au lieu de 1 chargement et 1 dchargement. Par consquent, la solution dun stockage temporaire sur chantier nest pas retenue. Cependant, un stockage dlment est ralis avant les travaux de pose proximit du mur M4. Seule la moiti des lments peut tre stocke. Les lments choisis pour tre stocks sur le chantier sont les lments dont les dimensions sont importantes. En raison dun risque de travaux sur lautoroute reliant le chantierdu Raccordement de Vendenheim lusine de prfabrication pendant le mois de Juillet 2013, ces lments sont achemins avant les travaux de pose du mur M4, partie de dbut juillet 2013. 4.6.3.3Pose des murs de soutnement Selon la procdure dexcution n1525-0017 : La pose sera ralise laide de grues automotrices selon le plan de levage joint en annexe. Les repres topographiques n1 20 du plan de coffrage du mur M4 seront pralablement implants par le topographe. Les pices seront dcharges du camion puis poses directement sur le bton de propret laide de la grueautomotrice.Descalesplastiquespourronttreutilisesponctuellementpourassurerlebon alignementdespices.Danscecas,desinjectionsdecoulisdecimentserontralisesselondtailci-aprs. En adquation avec le poids des lments, une grue est ncessaire pour la pose des lments. Or la place disponible sur le chantier est trs restreinte. Il est indispensable de caler une grue automotrice chez les riverains le long du mur M1.4. Le mur de soutnement M4 51 Figure 4.16 Calage de grue automotrice Pourlimiterlecotdela grueautomotrice,plusieursgruesautomotricessont utilisesselonla porteetlepoidsdeslments,voirleplandimplantationdesgruesautomotricesdelaprocdure dexcution n1525-0015. 3 grues sont prsentes sur le chantier alternativement :-Une grue 80To -Une grue 300To -Une grue 150To Lesgruesdegrandescapacits(300Toet150To)demandeuntempsdemobilisationetde dmobilisation qui doit tre pris en compte dans le planning de pose du mur M4. 4.6.3.4Les quipements du mur de soutnement EnplusdelaposedumurdesoutnementM4,ilestindispensablederaliserlestravaux dquipementsdumur.Cetquipementcorrespondlamiseenplacedunsystmededrainage composduncomplexetanchepourlaprotectiondubtonsousleremblaietdunsystme dvacuation des eaux. 4.6.4Les moyens humains Avant de dterminer les moyens humains mettre en place pour la ralisation de lopration de pose du mur de soutnement M4, un essai de pose est ralis. Lessai correspond la pose dun mur de soutnement M5 semblable au mur M4 la diffrence dtre 5 fois plus court et les pices prfabriques Zones industrielles Mur M1 4. Le mur de soutnement M4 52 sont2foismoinsimportantes.EnfinaucunDlaiPartielnestimposparlamatriseduvrepourla ralisation du mur M5. 53 5.Essai de pose des lments prfabriqus : le M5 5. Essai de pose des lments prfabriqus : le M5 54 5Essai de pose des lments prfabriqus : le M5 Pour sassurer de la faisabilit de la procdure de de pose du mur M4, la procdure du mur M4 est applique sur le mur M5. 5.1Description du M5 LemurM5estunmurdesoutnementprfabriqu.Cemurestsemblableaumurde soutnementM4.LadiffrencenotableentreleM5etleM4sesitueauniveaudecesdimensions.Le mur M5 est environ 2 3 fois plus petit que le mur M4. Cependant, de la mme faon que le mur M4, le mur M5 est compos de plots. Ci-aprs 2 lments du mur M5 sur 2 plots distincts. 5.2Solution utilise pour la pose du M5 En raison de la prfabrication du mur M5, la pose du mur M5 sest effectue selon la procdure choisiepourlaposedumurM4.Parconsquent,cetteoprationestuntestgrandeurnatureavantla pose du mur M4. Cet essai a pour but davoir un retour dexprience et de corriger les erreurs commises, non-prvues dans la procdure du M4. La procdure de pose des lments qui composent le mur M5 est la suivante : Figure 5.1 Coupes du M5 5. Essai de pose des lments prfabriqus : le M5 55 ExtraitdelaprocduredexcutionPEn1525-0018-indC :PosedumurdesoutnementM5,voiren annexe Phasage des travaux : (les tches en gras seront dtailles ci-aprs) Aprs ralisation du mur M3 et de la cule C6 NTche lmentaireEntreprise concerne 1Ralisation dune plateforme terrassementVCT 2Ralisation du bton de propretGTM 3Implantation des lments prfabriqusGTM 4Pose des pices prfabriquesGTM 5Mise en place de la nappe drainanteGTM 6Ralisation du support de drain et pose du drainGTM 7RemblaiementVCT Description dtaille : Ralisation du bton de propret Lebtondepropretestcoffr laideduncoffragetraditionnelpourpermettrelaralisation des marches selonlesplansdexcutionEXE1525TEKPCOFMS052151.Lapartiesuprieuredu bton de propret est taloche. Pose des pices prfabriques Lespicesprfabriquessontposeslagruemobileselonplanenannexe.Desgarde-corps temporaires sont mis en tte de llment prfabriqu si ncessaire. Desoprateursguidentleslmentsprfabriquspourgarantirlascuritlorsdeleurs manutentions.Lamanutentiondeslinguesestralisepartirdunenacelleselonlahauteurdes ancres de levage pendant la phase de pose des pices prfabriques. Mise en place de la nappe drainante Unebandedarrtdeauestcollelelongduvoiledumurentrechaquelmentprfabriqu. Cette bande darrt deau est recouverte par le noir de fondation et en partie par la nappe drainante.Lenoirdefondationestappliqusurlensembledessurfacesdeslmentsprfabriqusen contactaveclesol.Unefoisquelenoirdefondationestsec,lanappedrainanterecouvrelenoirde fondationsurunepartiedelahauteurduvoile.Cettenappedrainanteestcloueaumurde soutnement. Ralisation du support de drain et pose du drain Lesupportdedraincorrespondlalongrinelarrireduvoiledumurdesoutnement.La longrine est complte laide de filants, puis coffre et btonne. La hauteur de la longrine est variable pour respecter une pente dcoulement des eaux dans le drain et les hauteurs des barbacanes dans les voiles du mur M5.Ledrainestpossurlalongrineetestreliauxbarbacanesprsentesdansleslments prfabriqus. Le drain est recouvert de la nappe drainante.Voir schma de principe du dispositif de drainage en annexe. 5. Essai de pose des lments prfabriqus : le M5 56 5.3Retour dexprience de lopration Lensemble des tches ralises sont analyses une fois lopration passe. Ralisation dune plateforme de terrassement Laralisationdelaplateformedeterrassementatralise parVCT et aveclaidedunegomtreexpert.Legomtreaprpar uneplateformedeterrassementselonleplanEXE1525TEKPCOF MSO5 2151 D3. Le plan du mur de soutnement M5 prvoit des banquettes de remblaipourpermettrelaralisationdubtondepropretetla ralisationdesdiffrentsplots.Orlescotesdelaplateformede terrassementnesontpasspcifiesdansleplan.Parconsquent,le gomtreaprislinitiativedeserfrerauplanetdedterminerles cotes ncessaires pour la ralisation de la plateforme de terrassement. Legomtreadoncimplantlaplateformeavecles banquettesdeterrassementcommeprvudanslesplans.Leffetde cetteimplantationsereporteauniveaudubtondepropret,voir cercle en pointill rouge sur la vue en lvation. Le bton de propret doit remplir levidelaiss,alorsquelesbanquettesde terrassementpouvaientserapprocherdellmentsuivantpour limiter la quantit de bton de propret mettre en place. Unmanquedecommunicationentrelegomtredu terrassier,viaVCT,etGTMAlsaceacausceproblme.Legomtre duterrassierestlesous-traitantduterrassier.Parconsquent,GTM AlsacedoitpasserparlintermdiairedeVCT(leterrassier)pour donnerlesinstructionsaugomtre.Lorsdelaralisationdeces banquettes,VCTatprvenutardivementdenosinstructions.Pour cetteraison,limplantationdesbanquettesnapaspupermettrede limiter la quantit de bton de propret. Figure 5.2 Vue en lvation du M5 5. Essai de pose des lments prfabriqus : le M5 57 Ralisation du bton de propret Lebtondepropretestlesupportdu murdesoutnement M5.Il estprvu queleslments prfabriqusreposentdirectementsurlebtondepropretsanscalage.Ilestdoncncessairede raliserunbtondepropretauniveauetselonlesdiffrentsplotsprsents,voirplandumurde soutnement M5. Le systme ci-aprs est mis en place pour la construction des marches de chaque plot. Enraisondelavolontdabsencedecalagedesmursprfabriqus,laqualitdesurfacedu bton de propret ncessite un coffrage, mais galement un systme de rgle pour sassurer du niveau du bton de propret. Pour la ralisation de ce bton de propret, le laser est difficilement utilisable car le bton a une pente longitudinale de 1,75%. Le rsultat du bton de propret ne rpond malheureusement pas la totalit des attentes. Figure 5.3 Bton de propret 5. Essai de pose des lments prfabriqus : le M5 58 Table 5.1 Analyse du bton de propret Coffrage du bton de propret Situation :PrvueRelle 3 ouvriers 4h4 ouvriers 4h Rsultat : Rendement plus faible que prvu : 40ml effectu Raison :Perte de temps pour la mise en place du systme de rgle Perte de temps pour la ralisation du coffrage des "marches" Btonnage du bton de propret Situation :PrvueRelle 3 ouvriers 4h4 ouvriers 4h Rsultat :Rendement lgrement plus lent que prvue Qualit de surface de bton prsente de lgre bosse Raison : La qualit de surface voulue ncessite un temps supplmentaire Enraisondelaqualitdesurfacedubtonetdutempspasspourlaralisationdubtonde propret,unemodificationdelaprocdureestncessairepourlaposedumurdesoutnementM4.Il est primordial dobtenir une meilleure planit dela surface de bton. Un nouveau systme de rglage du bton de propret doit tre dtermin pour rpondre aux objectifs de qualit. Implantation des lments prfabriqus Limplantationdeslmentsprfabriqusesteffectueparungomtreexpert.Cependant, cette implantation consiste uniquement une implantation (x ; y) des lments prfabriqus. Le repre altimtriqueleplusprochesesitueauniveaudelaculeC6,souslacharpentemtallique(endroit difficilement accessible). Pour la pose du mur prfabriqu M4, quelques repres altimtriques doivent tre mise en place tout le long du mur prfabriqu en plus des repres dimplantation des lments prfabriqus. Pose des pices prfabriques La pose des pices prfabriques sest effectue laide dune grue 50To. Figure 5.4 Pose des lments laide de la grue 5. Essai de pose des lments prfabriqus : le M5 59 En raison de la masse des lments et des accs sur le site, la grue mobile devait se positionner le plus proche possible de lendroit de pose. Malgr la proximit des pices prfabriques par rapport lagrue,legrutiernavaitaucunevisibilitdirectesurlespicesprfabriques(lacabinedelagruelui bloquait le champ de vision). Par consquent, il tait ncessaire de guider en permanence la grue pour poserleslments.Deplus,causedelafaiblecapacitdelagrueparrapportaupoidsdespices prfabriques,lagruedevaitchangerlapositiondesoncalagergulirement(toutesles34pices poses). Or la mobilisation et la dmobilisation de la grue diminue le rendement de pose des lments prfabriqus. Le rendement moyen de pose des lments prfabriqus est de 1,2 lment par heure en moyenne. Table 5.2 Analyse de la pose des lments prfabriqus Pose des pices prfabriques Situation :PrvueRelle 3 ouvriers 2 jours3 ouvriers 2 jours Rsultat :Rendement identique, voir plus rapide que prvu Mise en place de calage sous les lments prfabriqus Raison :Systme de main de levage adapte Main d'uvre qualifie pour raliser l'opration Le pr