En premier lieu, il est intéressant de rappeler la succession stratigraphique qui s’étend du calcaire de Brie (Sannoisien) à la craie (Campanien), et dont la localisation dans le Bassin sédimentaire parisien a provoqué des dépôts successifs de couches géologiques de manière tabulaire, sans accident géologique majeur, hormis l’anticlinal de Meudon, orienté pratiquement est-ouest. Certaines couches peuvent ainsi se retrouver parfois chahutées et fracturées par ce mouvement tectonique régional. D’autres particularités géotechniques ont été rencontrées pendant la conception des ouvrages : gonflement des argiles (argiles vertes de Romainville, marnes d’Argenteuil, argiles plastiques de l’Yprésien), dissolution du gypse antéludien, carrières anthropiques au sein du calcaire grossier, présence de sables dans les argiles plastiques de l’Yprésien, etc. D’un point de vue hydrogéologique, 4 nappes majeures sont présentes sur le tracé : nappe alluviale, nappe du Bartonien (calcaire de Saint-Ouen), nappe du Lutétien (marnes et caillasses et calcaire grossier) et la nappe de la craie, en charge et quasiment à l’équilibre avec la nappe sus-jacente, mais d’un comportement hydrodynamique plus lent. À cela s’ajoutent d’autres aquifères, comme la nappe de l’Yprésien (sable de Cuise et fausses glaises) et une nappe non habituelle au cœur des argiles plastiques de l’Yprésien quand celles-ci contiennent un faciès sableux. Toutes ces nappes ont des comportements et réactivités différentes et doivent donc être traitées séparément.

Même si chaque gare constitue souvent un ouvrage exceptionnel du projet, 3 d’entre elles sont particulièrement exemplaires du point de vue des travaux à mettre en œuvre. Tout d’abord, la gare de Saint-Maur-Créteil (SMC), deviendra, à sa mise en service, la gare la plus profonde de France (plan de roulement à 52,7 m de profondeur, fond de fouille à 55 m de profondeur, parois moulées de 7 0m de profondeur et 1,8 m d’épaisseur), mais aussi la gare de Noisy-Champs (NCH), partiellement construite sous la gare en exploitation du RER A, et qualifiée de gare emblématique au regard, notamment, de sa toiture formée par deux spirales coniques et entremêlées. Ces ouvrages hors normes ont nécessité d’avoir recours à la pointe des études géotechniques en vigueur, que ce soit en termes de dimensionnement des structures, de vérification des déformations via des modélisations 3D ou du contrôle en temps réel de leurs déformations et de celles des avoisinants. Enfin, la gare de Vert-de-Maisons (VDM) allie un certain nombre de travaux spéciaux remarquables. Tout d’abord, le soutènement, constitué de parois moulées de 71 m de profondeur, un record pour des panneaux munis de joints WaterStop, mais aussi une caverne souterraine de 70 m de longueur, réalisée à proximité ou dans les sables de Beauchamp, sujet à débourrage. Pour traiter cette problématique, un système de congélation à la saumure (4 km de tubes Inox) et des injections de compensation doivent permettre de stabiliser l’excavation et d’assurer des déformations admissibles à l’ouvrage existant inscrit à l’inventaire des monuments historiques, et situé à l’aplomb, en surface. D’autres techniques sont également mises en œuvre sur certains ouvrages, telles que la récupération de la chaleur du sol par géothermie ou la mise en place d’un système fusible vis-à-vis contre le gonflement des argiles en radier de gare par une couche de polystyrène.

L’espace disponible, relativement restreint en zone fortement urbanisée, conduit à la création de gares partiellement souterraines, ouvrages communément appelés « cavernes ». Pas moins de 4 cavernes, dont 2 pour la seule gare de Saint-MaurCréteil sont présentes sur le tronçon T2.

Tous ces ouvrages doivent être reliés entre eux pour desservir l’ensemble de la ligne 15 sud. Pas moins de 7 tunneliers (TBM) ont été mis en œuvre pour creuser les tunnels du tronçon T2, avec un diamètre d’excavation de 9,87 m. Certaines machines ont été développées en pression de terre, d’autres à densités variables, ces TBM constituant une avancée technologique importante dans le monde des tunneliers. En effet, ils sont ainsi capables de forer une multitude de terrains en s’adaptant à leur diversité (décompression et dissolution du gypse antéludien, notamment), par le biais d’un fonctionnement avec apport de boues de densité variable. Une dernière spécificité a consisté en la traversée de zones sous carrières souterraines, préalablement comblées pour stabiliser les bâtiments de surface.

Enfin, chaque section d’intergares nécessite la création d’ouvrages annexes (tous les 800 m environ) permettant l’accès des secours en cas de nécessité ainsi que la gestion de la ventilation et du désenfumage des tunnels. Ces ouvrages (en général circulaires), même si plus modestes qu’une gare, restent néanmoins complexes à réaliser, avec des profondeurs similaires au plan de roulement du tunnel, ainsi que des rameaux de connexion au tunnel à réaliser en méthode conventionnelle.

La section de ces ouvrages, de 20 à 33 m², a souvent nécessité des travaux d’étanchement par injections avant leur creusement. Pas moins de 28 rameaux ont été réalisés sur l’ensemble du tronçon, dont un particulier réalisé en milieu hyperbare (à l’air comprimé), c’est-à-dire sous pression contrôlée supérieure à la pression atmosphérique (de l’ordre de la charge hydrostatique).

Tous ces travaux hors normes ont également permis à des projets de recherche de voir le jour, dont certains permettront probablement des avancées techniques innovantes lors de la réalisation de futurs travaux souterrains : interférométrie radar pour la déformation des bâtis, mesure des muons cosmiques pour la prédiction des anomalies lors de l’avancement des tunneliers, ou encore précontrainte dans les parois moulées autostables.

Grégory Meyer

Responsable géotechnique T2 L15S

Systra

Jean-Luc Piljan

Directeur de projet

Systra