Autoroute A3 – la Galerie Serra Rotonda

Explosif et brise-roches s’alternent et collaborent pour percer des massifs difficiles. Deux HP 7000 ont joué un rôle déterminant dans le creusement de la Galerie Serra Rotonda, sur l'autoroute Salerne / Reggio de Calabre.

L’autoroute A3 entre Salerne et Reggio de Calabre, sous exploitation de l’ANAS, sans péage, est longue de 442,9 kilomètres.

L’infrastructure a été conçue entre 1966 et 1974, sur un site plutôt inadapté au creusement d’un ouvrage de ce genre, en particulier si l’on considère les spécificités orographiques, géologiques et, par endroits, la nature sismique de la zone.

Depuis 2001 l’A3 fait l’objet d’une réorganisation complète selon un plan qui prévoit tant l’intégration et l’élargissement de l’ancien tracé, que la création d’un nouveau en parallèle. A ce jour, 339 kms ont été réalisés, tandis que 68,5 kms sont en cours d’achèvement.

La Galerie Serra Rotonda

La galerie à deux voies Serra Rotonda fait partie du macrolot 3, lot n°1, du nouveau tracé de l’A3 réalisé par la société GLF Spa. L’ouvrage est situé en région Basilicate, à hauteur de la commune de Lauria. Longue de 3.725,50 m, la voie nord comporte une tranchée couverte de 135,86 m à l’entrée nord, et une tranchée couverte de 7,10 m à l’entrée sud. D’une longueur totale de 3.740 m la voie sud comporte une section de 128,65 m, en tranchée couverte, à l’entrée nord et une de 7,10 m, à l’entrée sud.

Le profil géomécanique

Tout juste après l’entrée nord, sur environ 600 mètres, la galerie naturelle traverse les fameux dépôts de Lagonegro. Ces formations, constituées d’alternances de marnes siliceuses, d’argiles et de calcilutites sont de qualité médiocre au plan géotechnique. Elles donnent lieu en surface à des amas, ou éboulis, à la stabilité plutôt précaire. Sur ce segment, le creusement s’opéra selon un diamètre suffisamment important pour contrebalancer les poussées de terrain. Le segment restant se développa entièrement au coeur des roches carbonatiques du massif du Mont Pollino, constitué de calcaires et de calcarénites stratifiés et de calcaires dolomitiques, sur une épaisseur maximale de 430 mètres. Dans la portion centrale il fallut se résoudre à excaver des calcaires dolomitiques et autres dolomies, très fracturés, compliqués par la présence de formations karstiques. Le côté sud, par lequel les travaux avaient commencé, se compose de calcaires, de calcarénites et de quelques failles.Il réunit alors toutes les conditions pourle soutènement. Les sondages préventifs,exécutés le long du tracé, montrèrent que leniveau de la nappe phréatique ne dépassait jamais la cote de projet de la galerie.La variation du profil géologique imposal’utilisation de 7 sections types, toutesdifférentes. Elles furent étudiées en fonctiondu champ de contraintes du massif.

Le creusement

Pour les travaux d’excavation, le choix s’est arrêté sur l’utilisation de brise-roches et d’explosifs, tant à cause des caractéristiques et de l’hétérogénéité du profil géologique, que parce que les deux voies auraient débouché sur un viaduc en cours de construction. Un paramètre à lui seul suffisant pour que, d’emblée, on exclue le recours au tunnelier. Le creusement a commencé du reste à hauteur de l’entrée sud (côté Reggio de Calabre). Il fut réalisé au brise-roches, dans le tube nord, sur une longueur de 2.424 mètres, tandis que dans le tube sud, il s’effectuait une longueur de 2.357 mètres. Les niveaux de fracturation et de dureté devinrent ensuite tels que le brise-roches marqua le pas. La production (avec une valeur moyenne égale à 4 m/jour, avec des pics de 6-7 m/jour) chuta progressivement, jusqu’à tomber à moins de 1 mètre par jour, alors que l’avancement rejoignait un secteur marqué par la présence de bancs de calcaires et de calcarénites et de calcaires dolomitiques peu fracturés, typiques des environnements karstiques, avec des valeurs proches de 70 MPa. Il fallut donc se résoudre à remplacer le brise-roches par l’explosif. Sur un tronçon assez court, la production se poursuivit dans le tube, selon une technique que l’on pourrait qualifier d’« hybride ». Là, à cause des spécificités du massif, l’explosif ne fut pas vraiment concluant. Sur des distances inférieures à 50 mètres, le brise-roches est souvent utilisé pour compléter les opérations de creusement et de profilage, et pas seulement pour déblayer. Dans ce cas typique, il fut utilisé pour creuser des voies de dérivation carrossables permettant de transiter du tube nord au tube sud, et viceversa. A la cote 2.795,00S, on ouvrit une fenêtre d’où Castellano SpA, (entreprise soustraitante en charge du creusement), poursuivit les opérations d’avancement tant en direction de Salerne que de Reggio de Calabre, pour les deux tubes, afin d’accélérer les travaux. Les briseroches Indeco HP 7000 furent utilisés par l’entreprise Castellano, sur 1.156 mètres, depuis la fenêtre du tube nord. Alors que pour la dernière partie du tronçon, soit 806 mètres, on fit appel à l’explosif. Depuis unedes fenêtres du tube sud, le brise-rochesfut utilisé sur 1.064 mètres, tandis que le segment restant, long de 753 mètres, fut excavé à l’explosif, jusqu’à ce que le massif (caractérisé par des couches de marnes siliceuses, argiles et calcilutites aux caractéristiques géotechniques médiocres) nécessite la consolidation du front, avec enfilages et éléments d’armature en VTR sub-horizontaux, selon le système ADECO RS. Dans ce secteur, lors des relevés géognostiques, les techniciens avaient déjà décelé la présence notable de gaz méthane, au point de mériter un signalement surle rapport stoechiométrique, avec un vrai risque à la clé : celui de compromettre les opérations de creusement (pour la partie comprise entre 5 et 16%). Le directeur des travaux fit donc appel à l’entreprise Technoscavi, laquelle dépêcha sur le chantier des excavatrices spéciales équipées de systèmes de protection antidéflagrants. Dans ce cas également, le sous-traitant se servit des brise-roches Indeco HP 7000 sur un segment de 344 mètres dans le tube nord, et sur 401 mètres dans le tube sud. Même en présence des roches peu cohérentes et très fracturées, avec des valeurs, dans certains cas, inférieures à 8 MPa, le brise-roches se révéla parfaitement adapté au creusement, nonobstant la présence de gaz qui, de fait, le rendait incontournable. Confronté à des matériaux hétérogènes, très fracturés et assez hétérogènes, l’explosif n’aurait put garantir un niveau de production satisfaisant, avec des temps de préparation, volée et marinage hydraulique qui n’auraient quasiment pas différé de ceux qui se pratiquent sur des massifs plus compacts et plus denses. Ainsi qu’on peut le déduire des graphiques de la production mensuelle, les résultats les plus intéressants ont été mesurés là où l’utilisation du brise-roches a été la plus intense. Cela a été possible grâce à des conditions idéales créées par un massif très fracturé avec un RMR de 36 corrigé (CLASSE IV Bieniawski), caractérisé par des valeurs GSI de 33 à 38, et une résistance à la compression uniaxiale comprise entre 15 et 40 MPa.