CFF, Ligne 210 : Tunnel de Gléresse, portail Est

Sur la ligne du pied du Jura entre Lausanne et Bienne, l'une des principales liaisons ouest-est de la Suisse, le tronçon ferroviaire de la ligne 210 dans la région de Gléresse entre les km 93,6 et 95,6 n'est actuellement aménagé qu'avec une seule voie. Afin d'augmenter la capacité de la ligne ferroviaire, ce tronçon à voie unique sera remplacé, dans l'étape d'aménagement 2025 du projet FAIF, entre les localités de Schafis, Gléresse et Bipschal par un tunnel à deux voies qui les contournera. Les CFF ont confié le mandat de planification pour les phases 31 à 53 au groupement d'ingénieurs GILIG. Dans ce GI, Gruner est responsable, dans le secteur Est, de la fouille profonde du portail et du remblayage du lac.

Le projet de nouvelle construction comprend de nombreux ouvrages d'art dans la zone du portail est du tunnel à deux voies, long de 1865 m, creusé au tunnelier :

• Fouille profonde du portail dans la zone d'une pente de glissement récente (parois de pieux forés, rétro-ancrées ou étayées).
• Portique du tunnel minier
• Tunnel à ciel ouvert dans le prolongement du portail du tunnel (fondé sur des pieux forés)
• Tunnel à ciel ouvert pour la route cantonale sous les voies ferrées dans le champ proche du portail du tunnel
• Remblai et digue de retenue en palplanches dans la zone riveraine du lac de Bienne
• Diverses constructions et murs de soutènement, y compris mesures de soutien pour le tracé ferroviaire existant
• Améliorations du sol de fondation

Visualisation du portail Est (source et logo : CFF)

Le projet comporte plusieurs aspects difficiles, notamment une pente de glissement récente, des formations de terrain très molles (craie lacustre) et la situation dans la zone de protection des eaux souterraines S1-S3. En outre, le projet se trouve dans une zone classée au patrimoine mondial de l'UNESCO. De nombreuses fouilles et constructions de soutien se trouvent dans la zone d'influence directe de la ligne ferroviaire existante. L'exploitation de la ligne CFF existante doit donc être garantie en termes de planification. Il y avait donc de nombreuses interdépendances, par exemple entre la nouvelle construction et l'existant, l'espace de construction disponible et le terrain défavorable.

Modèle géométrique à grande échelle du versant comme base pour la génération automatisée du modèle d'éléments finis 3D

En raison des conditions marginales exigeantes du projet de Gléresse, les méthodes de construction suivantes ont été utilisées en fonction des exigences statiques : palplanches (économique ; en partie déconstruction pour rétablir la perméabilité de la nappe phréatique), parois de pieux forés recoupés et dissociés (également pour une reprise permanente des charges), semelle étanche naturelle (en remplacement de la semelle de jetting), fers à béton (dans les zones où le sol de fondation est de mauvaise portance), ancrage par injection (dans les zones où le sol de fondation est de bonne qualité, avantage : liberté de construction améliorée), parois clouées (forme de construction économique, où les déformations sont admises dans une certaine mesure), voies ferrées provisoires (exploitation sûre des lignes CFF actives à proximité immédiate), tranchées couvertes avec construction d'un couvercle et construction d'un couvercle modifié ainsi que murs de soutènement.

Représentation éclatée des volumes géométriques complexes de sol et de roche proches de la surface dans le modèle géométrique

Au cours de la planification, les documents nécessaires au SIOP ont notamment été élaborés. Parmi ceux-ci figuraient diverses analyses par éléments finis (FEM) de l'influence des fouilles et de la construction de soutènement sur la ligne ferroviaire existante et future. Ces nombreux calculs non linéaires par éléments finis dans l'espace ont permis d'étudier l'influence de la méthode de construction choisie sur les déformations des voies ferrées existantes, des futures voies ferrées (déformations en fonction du temps), des constructions environnantes et de la pente du glissement récent. L'analyse des déformations à long terme des ouvrages s'encastrant dans la craie lacustre à l'aide des lois de fluage-matière a constitué une particularité. Les effets d'une éventuelle liquéfaction du sol suite à un tremblement de terre ont également été analysés à l'aide d'un modèle FE.

Discrétisation du modèle d'éléments finis dans la zone du portique

Déplacements au cours d'un calcul de facteur de sécurité (FOS)

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