Le constructeur de machines Palmieri a développé un engin d’un nouveau genre pour un projet exceptionnel en Italie. La conception et la fourniture du système hydraulique ont été confiées à Bosch Rexroth.

La scie s’abaisse lentement, la chaîne commence à tourner autour de la glissière et dévore petit à petit un bloc de béton armé de grande épaisseur, comme si c’était une banale planche de bois. Cette scie n’est vraiment pas banale. Elle ressemble à une tronçonneuse aux dimensions gigantesques : huit mètres et demie de longueur, avec une chaîne d’un demi-mètre de largeur. Elle se trouve dans un hangar du groupe italien Palmieri, concepteur d’équipements pour la construction de tunnels. Après avoir réussi sa première mission, la scie géante doit faire ses preuves à l’extérieur. « La scie fait partie d’un engin conçu pour un projet d’extension de tunnel. Pour procéder aux essais, Palmieri l’a entièrement assemblée afin d’être sûr que tout se passe bien sur le chantier », déclare Andrea Novello, ingénieur de vente chez Bosch Rexroth en Italie, qui a suivi le projet dès le début.

L’imposante scie de 8,5 m de longueur et 50 cm de largeur de l’engin Palmieri.

L’imposante scie de 8,5 m de longueur et 50 cm de largeur de l’engin Palmieri.

Un tunnel dans le tunnel

Quelques semaines seulement après l’essai dans le hangar, on peut se faire une idée de la tâche à laquelle l’engin de Palmieri est destiné. Sur l’Autostrada Adriatica, l’autoroute A14 qui traverse l’Italie du nord au sud, les deux galeries d’environ 280 mètres de long du tunnel Montedomini à proximité de la ville portuaire d’Ancône seront élargies pour permettre le passage de deux à trois voies. « L’élargissement en lui-même n’a rien d’exceptionnel, sauf que les travaux doivent se faire sans interrompre la circulation », rappelle Andrea Novello. Normalement, dans ce genre de travaux, il faudrait fermer le tunnel et dévier la circulation. L’autoroute A14 étant une artère très fréquentée, le trafic risquait d’être paralysé. La municipalité concernée n’avait pas accepté de construire une nouvelle galerie. La société d’exploitation du réseau autoroutier italien (Autostrade per l’Italia S.p.A.) a donc confié au constructeur routier Ghella S.p.A. l’élargissement du tunnel sans le fermer à la circulation. Un projet similaire avait déjà été réalisé en Italie, une seule fois au début des années 2000 sur le tunnel Nazzano à proximité de Rome. Le principe appliqué alors a servi de modèle pour le projet Montedomini : un autre tunnel est construit dans celui existant qui permet la circulation, tandis que les personnels et les machines s’activent dans la cavité créée entre les deux plafonds du tunnel.

 

Conditions extrêmes

La société Ghella souhaitait optimiser ce principe pour le tunnel Montedomini et a mandaté le groupe Palmieri pour la conception d’un nouvel engin destiné aux travaux d’élargissement. « Sur le projet Nazzano, un unique engin exécutait toutes les tâches, mais Palmieri préférait deux unités capables d’opérer séparément », explique Andrea Novello. Ces deux unités ressemblent à deux portiques cintrés dont la taille correspond à peu près au diamètre du tunnel final. Elles se déplacent sur rails pour pénétrer dans le tunnel pendant que plus bas les voitures défilent sous une paroi de protection en béton. Le premier portique supporte la scie gigantesque, qui, en suivant en arc de cercle l’ancien plafond du tunnel, trace une entaille d’un demi-mètre de large dans la roche. La cavité ainsi obtenue est ensuite remplie de béton projeté. Après cela, les pelleteuses conventionnelles évacuent les déblais sous la nouvelle demi-lune. C’est ensuite au tour du deuxième engin de s’avancer : il pose les voussoirs préfabriqués en béton contre le nouveau plafond du tunnel. A la suite de cette opération, la scie se remet à l’œuvre.
« Les deux engins permettent de réduire les temps d’arrêt car l’un peut être remis en état pendant que l’autre se remet au travail », indique Andrea Novello. Cette technique est soumise à des conditions extrêmes : les engins doivent résister à la poussière, la chaleur et l’humidité.

Le moteur hydraulique Hägglunds Rexroth présente un couple de 80 000 Nm à 50 tr/min

Le moteur hydraulique Hägglunds Rexroth présente un couple de 80 000 Nm à 50 tr/min

Hydraulique robuste

Palmieri avait par conséquent besoin pour les deux engins de composants qui restent fiables dans ces conditions extrêmes. L’entraînement de la scie à chaîne devait être particulièrement robuste. Compte tenu de l’environnement, les constructeurs de tunneliers ont choisi un moteur hydraulique Hägglunds d’une cylindrée de 20 100 cm3 et d’un couple de 80 000 Nm à 50 tr/min. Par ailleurs, il fallait à Palmieri un système hydraulique qui alimente le moteur. C’est là que débutait la coopération avec Bosch Rexroth. Une première à double titre d’après Andrea Novello : « Palmieri avait certes déjà fait l’acquisition de composants Rexroth par l’intermédiaire de nos distributeurs, mais n’avait jamais travaillé directement avec nous. Autre nouveauté, nous n’avions jamais eu affaire auparavant à un système hydraulique de cette dimension. » En étroite coopération avec Palmieri, Rexroth a développé et conçu un système hydraulique à circuit fermé dans lequel deux pompes à cylindrée variable à pistons axiaux débitent le fluide. « Le cahier des charges stipulait que l’hydraulique devait pouvoir fonctionner 3 000 heures. Je suis certain qu’elle peut aller au-delà », précise Andrea Novello.

Un mètre par jour

Le système hydraulique a bien résisté aux travaux du tunnel Montedomini. Les engins de Palmieri progressaient d’un mètre par jour. L’élargissement pour chaque galerie à trois voies n’a duré que six mois. La scie a fonctionné pendant près d’un millier d’heures. « En principe, il est possible de réutiliser l’engin sur des projets de tunnel similaires. Il existe en Italie de nombreux tronçons à deux voies seulement », conclut Andrea Novello.

Entrée des deux engins dans le tunnel Mondedomini.

Entrée des deux engins dans le tunnel Mondedomini.

L’élargissement du tunnel :

Principe de construction : dans le tunnel existant (en noir), on construit un tunnel provisoire de protection (en bleu) à partir de voussoirs en béton. L’élargissement du tunnel (en rouge) peut avoir lieu sans interrompre la circulation.

Principe de construction : dans le tunnel existant (en noir), on construit un tunnel provisoire de protection (en bleu) à partir de voussoirs en béton. L’élargissement du tunnel (en rouge) peut avoir lieu sans interrompre la circulation.

 

Pendant que la circulation se poursuit dans la galerie de tunnel provisoire, une scie entaille le nouvel arc dans la montagne. La cavité est remplie de béton projeté, puis les pelleteuses évacuent les déblais.

Pendant que la circulation se poursuit dans la galerie de tunnel provisoire, une scie entaille le nouvel arc dans la montagne. La cavité est remplie de béton projeté, puis les pelleteuses évacuent les déblais.

 

Un deuxième engin pose ensuite les voussoirs préfabriqués en béton contre la nouvelle paroi du tunnel.

Un deuxième engin pose ensuite les voussoirs préfabriqués en béton contre la nouvelle paroi du tunnel.

 


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