Part-Dieu : les fondations de la transformation

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Soletanche Bachy met en oeuvre sur le chantier de la Part-Dieu la plus grosse foreuse tarière au monde, une Fundex 5000. Elle est capable de forer des pieux à plus de 50 m de profondeur et pour des diamètres allant jusqu'à 1500 mm

Le nouveau visage du quartier Gare Part-Dieu prend forme. A l’abri d’une paroi moulée périphérique d’une surface de 22 000 m², la future tour To-Lyon s’élèvera à 170 m, fondée sur 123 pieux Starsol®. A ses pieds, un hôtel grand luxe. Egalement au programme, un parking souterrain construit sur un radier ancré par 1 000 micropieux. Et une galerie commerçante attenante à la gare. Un chantier qui réserve quelques belles avant-premières lyonnaises !

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Plusieurs ouvrages se démarquent sur ce projet. Tant en surface qu’en souterrain pour accueillir tous les modes de déplacement sur plusieurs niveaux. Et devenir un pôle d’échanges multimodal de premier plan.

En commençant par la réalisation d’une nouvelle tour de grande hauteur, To-Lyon qui culminera à 170 m. Pour reprendre ses descentes de charge, elle est fondée sur 123 pieux de diamètre 1200 mm, ancrés dans la molasse entre 22 et 23 m de profondeur.

Autre ouvrage conséquent du projet, sous l’actuelle place Béraudier, un parking souterrain de 1 000 places de 3 niveaux alors que la place Béraudier sera composée de 2 niveaux. Le niveau -1 correspondra en effet à la place basse qui regroupera l’offre de service lié à la mobilité (vélo-station de 1500 places, station taxis, accès au métro, accès aux parkings minute et longue durée). Un demi-niveau en mezzanine permettra une desserte logistique, pour de petits camions d’approvisionnement

Pour compléter ce projet urbain, un hôtel 4 étoiles de 168 chambres prendra place devant la tour To-Lyon et une galerie commerciale de 3 500 m2 attenante à la gare.

Ce projet devrait voir le jour courant 2024 avec un pilotage d’un groupement Vinci Construction France avec ses filiales Citinea et TP Lyon. Et en cotraitant pour les fondations Soletanche Bachy.

TO-Lyon sera avec Incity* les plus hautes tours de la métropole lyonnaise

*La tour Incity culmine bien à 202 m grâce à sa flèche mais la structure du bâtiment ne dépasse pas également 170 m

La touche environnementale

A la différence de la plupart des parkings souterrains de Lyon, utilisant un pompage en continu, celui ci repose sur un radier qui sert de bouchon étanche. Et pour reprendre les sous-pressions de la nappe, 1 000 micropieux de 35 m de profondeur vont l’ancrer au sous-sol. L’idée sans trop rentrer dans les détails est de limiter l’impact des travaux sur l’environnement existant. “ Les micropieux servant d’ancrage du radier sont forés depuis le TN par une machine Casagrande DCH147, selon la méthode du HI Drill®. C’est un forage par micro vibration permettant entre autre de passer au travers de grosses épaisseurs de béton ferraillé ”, rappelle, Sylvain Forray, ingénieur travaux et directeur de projet pour Soletanche Bachy.

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Le terrassement du parking se fera en taupe pour lancer les travaux en surface : hall de gare, place piétonne…. Outre la paroi moulée périphérique, 67 barrettes centrales servent de poteaux définitifs du parking.

En partie supérieure, plusieurs ouvrages provisoires/définitifs sont construits pour les futurs accès à la gare suivant l’avancement des travaux. Une passerelle piétonne surplombera d’ailleurs le chantier dans une phase provisoire.

Starsol, des pieux optimisés

Le procédé des pieux Starsol® de Soletanche Bachy a déjà été éprouvé sur pas mal de chantiers lyonnais mais sur des diamètres inférieurs. Pour cette tour de grande hauteur, après celles de Incity et Oxygène, l’entreprise de fondations n’a pas hésité à mettre en scène la plus grosse foreuse tarière au monde. Celle-ci a été développée par IHC Fundex en exclusivité européenne pour et avec Soletanche Bachy Fondations Spéciales, filiale du groupe Vinci.

Pourquoi une telle machine développant une puissance impressionnante avec son mât qui peut monter à plus de 50 m ? Tout simplement pour s’affranchir des difficultés au forage et à l’extraction de la tarière dans les couches d’alluvions de 15 à 20 m d’épaisseur. “ Le forage en gros diamètre dans les sous-sols lyonnais posent des difficultés de forage et d’extraction de la tarière. Nous avions déjà été confrontés à ces sujets sur la Tour Incity. Et celle de Silex 2 est un nouvel exemple. Par ce retour d’expérience, notamment sur les limites de performances de la Fundex 3500 en force d’arrachage à la remontée de la tarière, nous n’avons pas hésité à mobiliser sa grande sœur », ajoute l’ingénieur travaux.

De plus, avec le procédé Starsol, une technique maîtrisée depuis plus de 30 ans, les portances requises s’obtiennent avec un diamètre de pieux optimisé. Ici de 1200 mm en lieu et place de 1500 mm avec une technique de forage à la tarière creuse classique, tout en optimisant le coût constructif et des quantités de béton à mettre en œuvre.  

Particularité de ce chantier, les cages d’armatures sont fortement poussées sur 6 à 7 m de profondeur dans le sous sol. Dès le lendemain, les têtes de pieux sont de nouveau forés sur cette même hauteur, laissant l’emprise libre pour les terrassiers.

Zoom sur le monstre

Unique en son genre sur le sol européen – un autre modèle est aux Etats-Unis – la foreuse Fundex 5000 fore en continu des pieux jusqu’à 50 m de profondeur. Évitant du coup de multiplier les cycles comme c’est le cas avec les pieux forés boue. Où l’extraction à la tarière se succède au creusement et précède l’injection de bentonite pour maintenir les terres. Ici, l’opération se réalise d’une traite et quatre fois plus rapidement.

Cette technique de forage peut s’adapter aux diamètres de pieux allant jusqu’à 1 500mm. Là où les pieux à tarière creuse se situent habituellement entre 600 et 700 mm. Au niveau des performances, la Fundex 5000 développe un couple de rotation de 50 t/m. Sa force d’appui au sol est de 100 t (ou une force d’extraction de 200 t). Une machine hors norme garantissant des rendements de 6 à 7 pieux quotidiens sur plus de 20 m de profondeur. La plage de travail est de 6h à 22h.

Ses dimensions et son poids parlent aussi d’eux-mêmes. Toute équipée, elle approche les 300 t. Une chenille pesant 25 t à elle toute seule. Elle embarque un mât à plusieurs sections pouvant atteindre une hauteur maximale de 56 m de hauteur (ici non utile au regard de la profondeur des pieux). La puissance embarquée de 500 ch offre à la foreuse un couple de rotation très élevé, couplé à 18 moteurs de rotation

Au plus haut la tarière peut atteindre 46 m de haut

L’ingénierie de l’entreprise

Outre la puissance de la machine, c’est la solution technique mise au point par l’entreprise qui fait toute la différence. Et qui permet de garantir une qualité de pieu irréprochable. Au moment du bétonnage, lors de l’extraction de la vis, un tube plongeur télescopique se déploie sur 1,50 m. Et une fois immergé dans le béton frais, il prévient ainsi toute insertion de terre lors du coulage.

Activé par l’opérateur de la foreuse, ce système est simple d’utilisation. Et surtout tous les paramètres de forage sont ajustables en fonction de l’avancement, avec une traçabilité totale.

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Au bétonnage du pieu, lors de l’extraction de la vis, un tube plongeur télescopique au centre de la vis se déploie sur 1,50 m

La capacité de charge est en nette amélioration par rapport à un pieu foré boue ou tarière creuse classique. Le cahier des charges Starsol, validé par les bureaux de contrôle et le CEREMA, se base sur un nombre de pieux d’essai sans comparaison. Ce qui permet d’optimiser les projets.

En parallèle Soletanche Bachy a aussi investi dans une nouvelle pompe à béton surdimensionnée qui permet d’atteindre un débit de 100 m3/h. Alors qu’en temps normal, ces débits ne dépassaient pas les 50 à 60 m3. Cette vitesse de pompage est aussi un élément qui va permettre de garantirune qualité de béton encore meilleure.

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Nouvelle pompe à béton surdimensionnée qui permet d’atteindre un débit de 100 m3/h

Les fondations en chiffres

  • 22 000 m2 paroi moulée et barrettes
  • 1000 micropieux
  • 123 pieux Starsol
  • 80 tirants d’ancrage

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