Adapter et façonner l’environnement pour accueillir les infrastructures ferroviaires

Dans un environnement où la place disponible fait défaut, il est parfois nécessaire de concevoir un ouvrage géotechnique spécifique.

Par exemple, un mur de soutènement est construit ici pour permettre la juxtaposition de voies ferroviaires. Le procédé innovant «Terre Armée»© est utilisé. Il consiste à introduire, dans un massif de sol, des bandes métalliques disposées à l’horizontal et fixées à des écailles en béton armé qui constituent le parement. Un matériau essentiellement granulaire est ensuite répandu, sur ces bandes, puis compacté afin d’obtenir une couche dense qui résistera au cisaillement induit par les charges dynamiques notamment. L’opération est renouvelée jusqu’à obtenir un mur de soutènement résistant. A l’aide capteurs, l’Ifsttar vérifie son bon fonctionnement dans le temps.

Dans certaines situations, le milieu lui-même doit être façonné pour accueillir ces infrastructures. C’est notamment le défi que pose l’installation délicate d’une voie de transport ferré dans un environnement en perpétuel mouvement, comme des dunes de sable dans un désert.

Sous l’action d’un vent dominant, une dune de sable prend la forme d’un croissant dans la péninsule arabique. Par expérience, plus la dune est haute, moins elle se déplace.    

Pour établir ici une voie de transport ferré, il est nécessaire de relier les dunes existantes. Comme le ferait la nature, le remblai en sable doit être conçu en adoptant un profil aérodynamique qui résiste à l’envol des grains. En renfort, des écrans semi-perméables peuvent être implantés en crête pour piéger et fixer au mieux les grains de sable éoliens.

Entretenir et préserver les ouvrages dits géotechniques

Comme les ponts et les tunnels, les ouvrages géotechniques ferroviaires ont une durée de vie et des besoins d’entretien régulier. Il arrive aussi parfois que, localement, les fondations fatiguent et se tassent quelque peu sous les charges répétées (passages de trains) et les effets climatiques (pluie, sécheresse, gel).

La technique « Soil Mixing » permet ici de ralentir efficacement le tassement de la voie ferroviaire en pareil cas. Elle consiste à incorporer, dans la partie supérieure de la fondation, un coulis de ciment à l’aide d’une foreuse. Il se mélange au sol pour former des inclusions verticales, à même de reporter les charges vers un sol plus résistant en profondeur.

Lors d’une crue exceptionnelle, les courants peuvent fragiliser les ponts qui enjambent une rivière. Les plus violents arrachent alors le sol autour des fondations des piles qui supportent le pont. L’affouillement des fondations est d’ailleurs la cause de ruine la plus fréquente pour ce type d’ouvrage. 

Dans le cadre du projet ANR SSHEAR, en partenariat notamment avec le Cerema et SNCF Réseau, l’Ifsttar conçoit et expérimente des appareils qui suivent les variations d’altitude des fonds.

Cela permet  de mieux comprendre les phénomènes en jeu et envisager des dispositifs d’alerte pour les  gestionnaires en cas d’affouillement excessif.