Gestion de l’espace sous la ville Lausanne, EPFL, 24-25 juin 2010 Avantages comparés des installations superficielles et souterraines, compte tenu des progrès récents des travaux souterrains Jean PIRAUD ANTEA (Orléans, France) Président du Comité technique de l’AFTES

Plan de l’exposé Souterrain/Surface : comparaison multicritère Evolutions constatées depuis 25 ans La variante souterraine s’impose : exemples Atouts particuliers du sous-sol pour l’industrie J. PIRAUD - Intertunnel - Turin - 10/06/10

Propriétés intrinsèques du sous-sol comme espace à aménager Quelques bons arguments pour « coloniser » le sous-sol : Beaucoup de qualités Disponibilité : espace proche, facilement accessible et extensible en 3D (la 3ème dimension n’induit aucun surcoût) Stabilité : tout est solide et très bien protégé vis-à-vis de l’extérieur (et vice-versa) ; excellente résistance aux séismes Isolement, opacité : pour cacher ce qui est laid, bruyant, malodorant… Qualités thermiques : faible conductivité (=> isoler thermiquement) forte capacité calorifique (=> stocker le chaud et le froid) Quelques défauts Situation juridique complexe Caractère irréversible des aménagements souterrains Coût d’excavation assez élevé (si on se limite à un seul usage) Jean PIRAUD - Lausanne - 24/06/10

Avantages comparés Souterrain/Surface (1/2) ACTIVITES Critères environnementaux Critères de sécurité Préservation du territoire Pollution atmosph. et visuelle Bruit Explosion incendie Vol, guerre sabotage Risques météo Séismes Routes Parkings Vois ferrées, métros Commerce, sports, spectacles Réseaux : eau, gaz, électricité… Stockage de ressources Stockage de déchets Usines et centrales électiques Installations nucléaires Installations militaires Légende Avantages du souterrain Fort Leger Neutre Avantages de la surface J. PIRAUD - Intertunnel - Turin - 10/06/10

Avantages comparés Souterrain/surface (2/2) ACTIVITES Critères économiques Construction Exploitation Maintenance Routes Parkings NB : Chaque activité est considérée individuellement, sans souci de mutualisation Vois ferrées, métros Commerce, sports, spectacles Réseaux : eau, gaz, électricité… Stockage de ressources Stockage de déchets Usines et centrales électriques Installations nucléaires Installations militaires Légende Avantages du souterrain Fort Leger Neutre Avantages de la surface J. PIRAUD - Intertunnel - Turin - 10/06/10

Bilan de la comparaison Souterrain / Surface Critères environnementaux Souterrain très supérieur pour la préservation du territoire L’avantage est souvent moins net vis-à-vis de la pollution et du bruit Critères de sécurité Aménagements en surface plus sûrs pour les transports (pb = incendie) Souterrain très supérieur vis-à-vis des risques de vol-guerre-sabotage, et des risques naturels majeurs (météo, séismes…) Critères économiques Souterrain : + cher à la construction, sauf pour activités très techniques Mais le terrain libéré en surface « n’a pas de prix » Le souterrain devient moins cher dès qu’on mutualise les usages Globalement, le souterrain l’emporte d’autant plus que les activités sont plus techniques, donc fermées au grand public J. PIRAUD - Intertunnel - Turin - 10/06/10

Evolutions récentes du dilemme Souterrain / Surface Grands progrès techniques des travaux souterrains depuis 25 ans Tunneliers à confinement => presque plus de « mauvais terrain » Grands progrès de la vitesse d’avancement (> 400 m/mois en ville) Meilleure maîtrise des tassements en surface, grâce à : - Contrôle du confinement + Injections de compensation - Auscultation automatique en temps réel - Modélisation 3D de l’interaction sol/structure Aggravation des contraintes environnementales Sensibilité accrue de la population vis-à-vis de l’environnement Durcissement de la règlementation environnementale D’où : Allongement des délais d’approbation, fragilisation des projets, surcoûts dus aux mesures de protection Rapprochement des coûts unitaires Souterrain/Surface Pression croissante de l’opinion pour enterrer les infrastructures J. PIRAUD - Intertunnel - Turin - 10/06/10

Ligne 12 du métro de Madrid (METROSUR) L = 40 km 28 stations 5 villes nouvelles de la banlieue de Madrid, isolées dans la campagne Population totale : 1 million d’habitants => Choix d’une ligne de métro circulaire entièrement souterraine, creusée en 18 mois avec 6 tunneliers simultanés ! J. PIRAUD - Intertunnel - Turin - 10/06/10

Ligne 9 du métro de Barcelone Rocade de 47 km, dont 40 km forés 52 stations J. PIRAUD - Intertunnel - Turin - 10/06/10

Ligne 9 du métro de Barcelone (2/2) Tunnels Ø12 m, creusés au gabarit des stations Voies superposées Quais dans le tunnel Accès par puits Ø25 m Travaux : 2002-2014 Coût : 6,5 G€ => Economie considérable sur le coût des stations => Tracé libéré des contraintes de surface, correspondances optimisées => La rocade souterraine est utilisable à d’autres fins J. PIRAUD - Intertunnel - Turin - 10/06/10 10

Atouts particuliers du sous-sol pour les activités industrielles Pour cacher des activités polluantes ou gênantes Parkings souterrains Dépôts de pétrole, gaz ou produits chimiques Stockages temporaires des pluies d’orage (« tunnels-réservoirs » à Paris) Stations d’épuration des eaux (odeurs…) Usines de tri et d’incinération des ordures ménagères Stockages définitifs de déchets ultimes Pour loger des installations qu’il faut protéger à tout prix Archives, coffres-forts, trésors historiques Bases militaires et centres de commandement Usines et laboratoires exigeant un isolement parfait Industries potentiellement dangereuses => Plus l’enjeu est vital, plus la variante souterraine s’impose J. PIRAUD - Intertunnel - Turin - 10/06/10

Kansas City : 500 ha d’entrepôts souterrains Entrepôts creusés progressivement dans du calcaire Matériaux extraits vendus comme granulats à béton Galeries accessibles horizontalement, par route et voie ferrée En gris : lieux de stockage utilisés En bleu : espaces libres, à creuser J. PIRAUD - Intertunnel - Turin - 10/06/10

Les entrepôts souterrains de Kansas City (USA) Une entrée du réseau souterrain Des centaines de km de galeries taillées dans le calcaire J. PIRAUD - Intertunnel - Turin - 10/06/10

Créer de grands volumes souterrains en libérant la surface des villes Volume créé en souterrain >> vol. créé en élévation Terrain en surface utilisé 2 fois Usine de tri et incinération d’ordures d’Issy-les-Moulineaux, près de Paris (500 000 t/an) J. PIRAUD - Intertunnel - Turin - 10/06/10

Usine de traitement d’ordures ménagères d’Issy-les-Moulineaux (ISSEANE) Parois moulées + 31 m Seine : + 26 m Radier drainant à + 1 m Jupe injectée jusqu’à - 50 m Influence du rabattement de la nappe de la Craie : - 50 cm à 1 km J. PIRAUD - Intertunnel - Turin - 10/06/10

Etude d’un réacteur nucléaire enterré Projet MYRRHA, à Mol (Belgique) Variante enterrée sous 20 m de remblai sableux Variante profonde (H = 50 m) Dans d’autres contextes géologiques : cavernes creusées dans le rocher J. PIRAUD - Intertunnel - Turin - 10/06/10

Réflexions sur le sous-sol et l’industrie nucléaire Le sous-sol dans le cycle de l’uranium Au début : un minerai extrait du sous-sol A la fin : des déchets radioactifs stockés dans le sous-sol Entre les deux : qq réacteurs expérimentaux, mais surtout de la production d’électricité nucléaire Andreï Sakharov : « Il faut développer l’industrie nucléaire, mais seulement en garantissant une sécurité absolue, ce qui suppose que les réacteurs soient installés en sous-sol » Pourquoi construire des centrales nucléaires souterraines ? Stabilité que l’on sait garantir à long terme Protection absolue contre agressions militaires ou terroristes Impact très faible sur l’environnement Pour les nouveaux sites de production d’électricité nucléaire, des variantes souterraines doivent être étudiées J. PIRAUD - Intertunnel - Turin - 10/06/10

Merci pour votre attention J. PIRAUD - Intertunnel - Turin - 10/06/10