Probl

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Utilisation des matériaux dexcavation de tunnels
dans le domaine routierEtat des connaissances
actuelles
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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

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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

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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

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Quantité de matériaux recyclables
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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

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Quelques difficultés

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

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Variabilité pétrographique
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Carte géologique générale de la Suisse
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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
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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

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Aptitude technique des principales formations
calcaires du Jura
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Modes d'excavation
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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

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Première évaluation à l'excavation

• Pétrographie
• Dureté
• Los Angeles,
• Essai de broyabilité LCPC
• Teneur en matières polluantes

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Forme
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Tri sélectif Lötschberg et Gothard
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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

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Paramètres de quantification

• La pétrographie
• La granulométrie
• La forme
• La propreté
• L'angularité
• La dureté

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Exigences - Caractéristiques
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Exigences - Essais
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Situation Enquête en 1999

• 87 ouvrages répertoriés et documentés
• Seulement 17 ont produit des granulats
• 14 ont été analysés en détails

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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
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Motivation
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Taux de réutilisation
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Evaluation de la qualité des matériaux après
traitement
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Types d'utilisation
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Impact sur l'environnement
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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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