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Recherche avec l'appui de l'OFROU

Utilisation des matériaux d’excavation de tunnels dans le domaine routier Etat des connaissances actuelles. Recherche avec l'appui de l'OFROU. Institut des Sols, Roches et Fondations Prof. F. Descoeudres Laboratoire de mécanique des roches

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Presentation Transcript

  1. Utilisation des matériauxd’excavation de tunnels dans le domaine routierEtat des connaissances actuelles

  2. Recherche avec l'appui de l'OFROU • Institut des Sols, Roches et Fondations • Prof. F. Descoeudres Laboratoire de mécanique des roches • Prof. A.-G. Dumont Laboratoire des voies de circulation • Prof. A. Parriaux Laboratoire de géologie • Prof. L. Vulliet Laboratoire de mécanique des sols • M. Dysli, P. Robyr, M. Fontana, G. Franciosi

  3. Problématique • Nombreux projets de tunnels prévus • 50% des 200 km d'autoroute à construire • 80 millions de m3 sur 10 à 15 ans • Difficultés croissantes de mise en dépôt • Restriction dans l'exploitation des carrières et gravières • Réduction des transports de matériaux par le recyclage • Application des principes du développement durable

  4. La situation • Pas de méthodologie rationnelle mais des études au coup par coup • Un fort potentiel d'emploi dans des techniques routières (béton, enrobé, couches de fondation, remblais, etc) • Une éventuelle adaptation des méthodes d'excavation

  5. Quantité de matériaux recyclables

  6. Buts de la recherche • établir un état des connaissances actuelles en la matière, basé notamment sur : • la nature géologique des massifs excavés, • les caractéristiques mécaniques des déblais compte tenu du mode d'excavation, • les méthodologies utilisées pour les essais nécessaires à la caractérisation des déblais, les critères et les tests pour le traitement éventuel des matériaux • dégager les solutions d'emploi les plus intéressantes déjà réalisées ou envisagées • servir de base à la rédaction d'un guide méthodologique

  7. Quelques difficultés • Variabilité pétrographique, tri sélectif • Microfissuration par les explosifs • Forme plutôt plate et allongée (tunnelier)

  8. Variabilité pétrographique

  9. Carte géologique générale de la Suisse

  10. Tri sélectif • Selon le mode d'excavation (explosif, tunnelier, haveuse) • Par ULH: • Regroupement d'ULH non contiguës mais cependant semblables • Volume minimum une unité lithologique homogène est un ensemble de roches contiguës dont la composition minéralogique et les propriétés géotechniques sont semblables

  11. Exemple des formations rocheuses du Jura • Découvrir le potentiel de la méthode • Complexité du tri sélectif en ULH • Propriétés et caractéristiques pour une utilisation en technique routière • Aptitude techniques des différentes formations

  12. Aptitude technique des principales formations calcaires du Jura

  13. Modes d'excavation

  14. Modes d'excavation • Explosif • Quantité d'explosifs • Discontinuités du massif rocheux • Etat de contrainte initial • Tunnelier • Dimension fonction de l'espace entre mollettes • Forme plutôt plate • Haveuse • Roches tendres • Relativement cubique

  15. Première évaluation à l'excavation • Pétrographie • Dureté • Los Angeles, • Essai de broyabilité LCPC • Teneur en matières polluantes

  16. Forme

  17. Sélection au front non Matériaux utilisables ? Indices de changements du matériau excavé ? oui non oui Essais de broyabilité et/ou de charge ponctuelle Essais systématiques (suivi de la qualité) Caractéristiques mécaniques suffisantes ? non oui Analyse pétrographique et/ou essai d’alcali-réaction Matériau adapté pour la fabrication de granulats ? non oui Mise en décharge Traitements Tri sélectif : Lötschberg et Gothard

  18. Traitements • Sans traitement • Création de remblais • Granulats à béton • Traitements • Transport et mise en dépôt (préconcassage, mouillage, agglutination) • Concassage (type de concasseur, granulométrie, forme, angularité) • Tamisage et lavage

  19. Paramètres de quantification • La pétrographie • La granulométrie • La forme • La propreté • L'angularité • La dureté

  20. Exigences - Caractéristiques

  21. Exigences - Essais

  22. Situation – Enquête en 1999 • 87 ouvrages répertoriés et documentés • Seulement 17 ont produit des granulats • 14 ont été analysés en détails

  23. Répartition géographique Cleuson-Dixence / VS Crapteig / GR Vernayaz / VS Géronde / VS Gorgier / NE Grauholz / BE Lötschberg (sud) / VS Mt Terri / JU Plantzette / VS Sauges / NE Vereina (nord) / GR Vernier / GE Vue-des-Alpes / NE Zürcher S-Bahn / ZU Ruggen / BE Giessbach / BE Chüebalm / BE Sengg / BE Mappo-Moretina / TI

  24. Motivation

  25. Taux de réutilisation

  26. Evaluation de la qualité des matériaux après traitement

  27. Types d'utilisation

  28. Impact sur l'environnement

  29. Conclusions • L'utilisation des matériaux de tunnel est en forte expansion • Les bilans économiques et écologiques sont généralement positifs • Il manque une méthodologie générale • Les bases normatives sont insuffisantes

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