Une forêt sous la jonction

 Bruxelles et le métro

Depuis la mise en service du prémétro, le visage de Bruxelles s’est quelque peu modifié.

Des avenues soudain délaissées par les trams ont pu se vouer totalement à la circulation automobile, voire piétonnière. Ailleurs, une artère naguère spacieuse s’est transformée en goulot bourbeux hérissé d’engins plutôt inquiétants.

La circulation automobile dans la capitale a été - et continue constamment d’être - perturbée par les travaux de construction des tunnels du métro en question.

Le trafic ferroviaire ne manque pas d’être perturbé à son tour par les chantiers dont quelques-uns se sont implantés dans les installations mêmes de la SNCB.

C’est l’un d’entre eux que nous évoquons ici : celui qui se situe au point de superposition du tunnel métro et du tunnel de la Jonction Nord-Midi, à hauteur du Jardin Botanique.

 Par dessus ou par dessous ?

Inauguré quelques années après la guerre 1940-1945, le tunnel de la Jonction Nord-Midi est demeuré longtemps l’ouvrage d’art souterrain le plus important de la capitale.

Comme on le sait, ce tunnel en béton armé relie les trois gares de l’agglomération dont le trafic voyageurs est le plus important : Bruxelles Midi, Central et Nord.

Depuis quelque temps un concurrent de taille a creusé son chemin dans les sous-sols bruxellois : il s’agit du tunnel du métro.

Une première superposition de ces deux ouvrages d’art a eu lieu à l’emplacement de la gare de Bruxelles Central, sur le tracé de la ligne de métro qui relie l’est à l’ouest de la capitale.

Après la démolition partielle du plafond de la Jonction et sa reconstruction à moindre épaisseur, le tunnel du métro réussit à se faufiler au-dessus de son ancêtre sans trop de difficulté.

Le deuxième rendez-vous eut lieu dans un cadre plus poétique : le Jardin Botanique, sur le tronçon de la ligne de métro appelé « Petite ceinture », entre la rue Royale et la place Rogier.

C’est cette fois sous la Jonction que le métro s’insinua.

 Comment passer sous la jonction ?

Sur ce tronçon, le tunnel de la ligne n° 2 du métro avait à surmonter trois obstacles importants : l’hôtel Palace, le Jardin Botanique proprement dit avec ses arbres séculaires, ses plantations protégées et enfin le tunnel de la Jonction Nord-Midi.

L’hôtel Palace fut repris en sous-œuvre (expression technique signifiant qu’on a repris les fondations en reconstruisant les parties inférieures sans abattre les bâtiments) par une série de pieux, ce qui permit le passage en sous-sol en sauvegardant la stabilité du bâtiment.

Dans le Jardin Botanique, le creusement à effectuer sous les arbres s’avéra délicat : on procéda en perçant des galeries de faible longueur. Pour réaliser le passage sous le tunnel de la Jonction, il était nécessaire de reporter la charge d’une partie du tunnel sur une série de pieux.

 Situation des deux tunnels

II y a six voies dans le tunnel reliant les gares de Bruxelles Midi à Bruxelles Nord. Pour des raisons d’ordre technique (permettre les tassements différentiels), l’ouvrage a été divisé en plusieurs sections de pertuis indépendantes l’une de l’autre : chacune a une longueur de 20 à 25 mètres.

En raison de la forte dénivellation qui existe entre la rue Royale et la place Rogier et aussi des pentes maxima autorisées, le tunnel du métro fut contraint d’empiéter sur l’ouvrage de la SNCB.

Le plan de situation (ci-dessus) montre que le tunnel métro recoupe obliquement le tunnel jonction : sous deux de ses sections.

 Une méthode préliminaire rejetée

L’intensité du trafic ferroviaire est telle qu’aux heures de pointe la saturation n’est pas loin d’être atteinte dans la Jonction.

Le maintien constant de la circulation sur chacune des voies a donc constitué un préalable indispensable lorsqu’il s’est agi de choisir une solution pour le passage du tunnel du métro.

Les sondages de reconnaissance du sol effectués autour de la zone des travaux donnaient à penser que la nappe aquifère devait affleurer le radier (plate-forme) de la jonction. Une reprise en sous-œuvre de l’ouvrage eût exigé le rabattement de la nappe (pompage pour en abaisser le niveau) et peut-être provoqué des affaissements incompatibles avec les normes de sécurité.

C’est pour éviter cela que la solution envisagée prévoyait qu’on supportât les deux sections intéressées du tunnel de la Jonction à l’aide de 28 pieux de fort diamètre. Ces pieux devaient être installés par système de forage à partir de la dalle supérieure du tunnel Jonction, traverser le pertuis de part en part et s’enfoncer d’une dizaine de mètres dans le sol pour y reporter les charges. Après ce travail, le rabattement de la nappe aquifère sans crainte d’affaissement eût été possible, permettant aussi le percement des pertuis du métro sous la Jonction.

 La solution : une forêt de pieux

Dès l’ouverture du chantier, il s’avéra que la nappe aquifère n’affleurait pas au radier de la Jonction comme on l’avait présumé, mais qu’elle se trouvait deux mètres plus bas. Deux mètres, cela suffisait pour réaliser un travail en sous-œuvre. Il était donc possible de s’insinuer sous la Jonction et d’y exécuter à sec des terrassements sur une épaisseur de 2 m environ. Il n’en fallait pas plus pour qu’une nouvelle solution vît le jour.

Le principe de base en était celui-ci : reporter uniformément les charges du tunnel de la Jonction (donc, son poids) approximativement 10 mètres plus bas, au moyen d’un réseau de pieux de petit diamètre, selon la méthode appelée « des pieux méga ».

Cette solution présentait l’avantage majeur de ne perturber en rien la circulation ferroviaire, ces pieux pouvant être entièrement construits en dessous du radier de la Jonction. Deux sections du tunnel de la Jonction allaient ainsi reposer sur une véritable forêt d’environ 600 pieux, sans que le voyageur se fût aperçu de rien.

 Renforcement préalable du tunnel

Les six voies de la Jonction sont réparties en deux ou trois pertuis parallèles, séparés par des voiles en béton (murs intermédiaires). Afin de renforcer la rigidité de l’ouvrage à reprendre en sous-œuvre au moyen des pieux en question, des voiles complémentaires devaient être construits entre les voies.

Les soins apportés au coffrage de ces murs en béton ont permis de maintenir constamment en service les voies adjacentes, le bétonnage étant réalisé, non pas latéralement, mais à partir d’une ouverture pratiquée dans le plafond de la Jonction.

Pour reporter également la charge du tunnel ferroviaire sur les murs du tunnel du métro, trois poutres en béton armé furent placées sous le radier de la Jonction.

 Modification du radier

Le tunnel du métro empiète donc sur l’ouvrage de la SNCB.

Ainsi, la démolition du radier, sous les voies 5 et 6, était indispensable : à cet endroit il a une épaisseur de 1,30 m. Après quoi, on en a reconstruit un autre dont l’épaisseur était réduite de moitié et ce, sans altérer l’efficacité et la résistance, grâce à l’utilisation de béton et d’acier de qualité supérieure à ceux d’origine.

En mettant hors service ces deux voies pendant un week-end, un pont métallique provisoire a pu être installé : sa mission était de supporter une des deux voies pendant la durée des travaux.

La démolition de l’ancien radier sous cette voie et l’exécution du nouveau ont aussi pu être réalisées sans que soit interrompue la circulation des trains.

Quand on en eut terminé avec une voie, on procéda de même pour le radier de l’autre voie, après un simple déplacement du pont métallique provisoire

 Les pieux « méga »

Les pieux utilisés sont constitués d’éléments d’un mètre de longueur environ, en acier, de forme cylindrique, qu’on enfonce, sous la construction à reprendre, à l’aide d’un vérin hydraulique s’appuyant sur l’ouvrage existant.

Après l’enfoncement d’un élément, le piston du vérin est ramené dans sa position initiale et l’élément suivant est introduit à son tour. Ce procédé permet de reprendre des charges importantes à des profondeurs parfois très grandes en travaillant uniquement sous l’ouvrage.

Une étude géologique préalable avait permis de déterminer que la couche de terrain suffisamment résistant se situait à environ 10 mètres sous le radier de la Jonction.

Les calculs de dimensionnement ont décidé des mesures à adopter : 22 cm pour le diamètre du pieu, 8 mm pour l’épaisseur et 1,20 m pour la longueur.

 Cheminées d’accès

Le travail a débuté par la construction de deux cheminées d’accès de part et d’autre de la zone des travaux du tunnel de la Jonction, en moulant des murs dans le sol. Elles avaient pour but d’atteindre les couches situées à 2 mètres sous le pertuis de la Jonction et d’assurer ainsi l’évacuation des produits du terrassement.

 Galerie pilote

Une galerie pilote de 2 m de hauteur et de 3,70 m de large fut d’abord creusée sous le radier de la Jonction dans l’axe du tunnel du métro. Au fur et à mesure du percement de cette galerie solidement blindée, des étançons miniers de 20 t ont été placés afin de soutenir le radier de la Jonction.

 Pieux et terrassements

Une première série de pieux a été enfoncée dans la galerie au fur et à mesure du percement. A partir de cette galerie pilote, les déblaiements ont progressé « en éventail » autour de chacune des cheminées d’accès, les pieux « méga » étant placés sitôt après l’évacuation des terres.

A la limite de la zone déblayée où étaient enfoncés les pieux, des murs de soutènement en béton armé ont été dressés pour éviter l’éboulement des terres de la zone extérieure aux travaux.

Dans la zone des pieux, le sol a été recouvert d’un béton assurant l’écoulement des eaux qui pouvait provenir des terres.

Pour éviter toute corrosion, les pieux ont été revêtus d’une protection de béton.

 Pertuis du métro

Après cette phase des travaux, les deux sections de la Jonction se trouvaient complètement dégagées sur une hauteur de deux mètres et soutenues par 526 pieux.

Il ne restait plus qu’à construire le tunnel du métro sous cet ensemble, parmi le dédale des pieux.

Cette nouvelle phase a débuté par l’enlèvement des terres sur une hauteur de 7 m environ dans l’espace prévu pour le tracé du tunnel, après avoir étançonné les pieux dégagés pour éviter toute déformation (techniquement : le contreventement).

Pour reporter les charges du tunnel du métro sur les mêmes couches de terrain que celles où s’appuyaient les pieux méga supportant la Jonction, 72 pieux ont été enfoncés à partir du fond de terrassement du métro, le radier de celui-ci étant « solidarisé » avec les pieux en question.

Après le bétonnage du radier et des murs du métro, les pieux méga situés dans le gabarit du tunnel du métro ont été recépés (sectionnés, en quelque sorte). Le tunnel était ainsi prêt à recevoir les éléments de parachèvement : voies, équipements électriques, etc.

Malgré des travaux aussi importants, la Jonction Nord-Midi peut se vanter de n’avoir pas trop souffert et d’avoir assuré en tout temps sa mission qui est l’écoulement du trafic ferroviaire.

 Et demain...

En différents points de l’agglomération bruxelloise, d’autres chantiers « métro » se sont ouverts dans les abords immédiats des installations de la SNCB. Une collaboration étroite entre les services intéressés de la STIB, de la SNCB et les entrepreneurs permet de mener à bien ces travaux sans gêner le trafic ferroviaire.

Demain, d’autres débuteront : gare de l’ouest, place Simonis, le long de la ligne 26, etc.

La Jonction Nord-Midi, pour sa part, aura encore rendez-vous avec le métro, puisque la liaison SNCB-métro sera assurée aux deux abouts de l’axe Nord-Midi.

Déjà, en face de la gare du Nord, l’activité qui règne sur le chantier ouvert depuis quelques mois témoigne de l’importance de l’entreprise.

Au Midi, une amélioration du tunnel « tramways » est terminée ; on poursuit l’étude d’une gare de métro souterraine à cet endroit.

Tant il est vrai que rien n’est jamais fini...