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Profondeurs cachées

Sous Espoo, en Finlande, on construit actuellement une station d’épuration souterraine suffisamment grande pour traiter les eaux usées de plus de 400 000 habitants. Mais il faudra encore excaver un peu avant son inauguration.

À l’écart d’Helsinki, entre les forêts et les terrains de golf d’Espoo, en Finlande, un gigantesque projet de construction souterraine est en cours. Depuis deux années, Lemminkäinen Infra Oy, l’entreprise chargée du creusement des galeries, fore, dynamite et évacue. Au terme – proche – de sa contribution au chantier, elle laissera derrière elle tout un réseau de galeries et de tunnels sous ce joli coin de campagne nordique.

Ces galeries sont excavées dans le cadre d’un grand projet : la population de cette localité proche de la capitale a décuplé au cours des 60 dernières années et les installations doivent être adaptées à cette croissance démographique. C’est dans cette optique que, dans le cadre de sa mission générale de protection de l’environnement, l’Agence de l’environnement de la région d’Helsinki fait construire une station d’épuration souterraine dans la roche du quartier de Blominmäki. Une fois le chantier terminé en 2020, l’installation pourra traiter les eaux usées de plus de 400 000 habitants. Il s’agit donc d’un grand projet, pas seulement pour les résidents d’aujourd’hui et de demain, mais aussi pour l’environnement. La nouvelle station d’épuration sera plus plus efficace que l’actuelle. En Finlande, il y  longtemps qu’il est illégal de déverser les eaux usées non retraitées dans le réseau hydrographique.

Avant de bâtir la station, il faut creuser la roche qui l’accueillera. Il semblerait plus judicieux d’édifier une telle installation en surface comme c’est le cas habituellement et pour éviter des travaux d’excavation d’une telle envergure. Toutefois, ce déploiement accru de moyens aura son utilité à long terme. Tout d’abord, l’enterrement de la majeure partie de la station a moins d’impact sur les alentours : on peut utiliser plus efficacement l’espace car il n’est pas nécessaire de composer avec les routes et les structures existantes, ainsi que, dans certains cas, avec la faune et la flore; en outre, l’installation est moins exposée au climat parfois rude d’Europe du Nord.

la clé de voûte de la première phase des travaux était le creusement des galeries. C’est l’entreprise Lemmin-käinen Oy qui s’en est chargé. « C’est un chantier gigantesque, souligne Jarkko Meriläinen, ingénieur de projet. Nous creusons une superficie équivalente à plus de 14 terrains de football. Les galeries elles-mêmes mesurent jusqu’à 20 m de hauteur pour généralement 20 m de largeur. La salle de traitement de l’azote a une largeur de 26 m. »

Un projet de cette dimension n’est jamais exempt de difficultés, que ce soit au moment de la planification ou de l’excavation. « L’un des principaux casse-tête, c’est la taille et l’échelle de ce chantier, explique Ville Nupponen, responsable de production chez Lemminkäinen. Nous devons exécuter tellement de choses en même temps, et les délais sont serrés. Il est donc capital de bien planifier car après, tout est beaucoup plus facile. »

Lemminkäinen Infra Oy en bref

Lemminkäinen Infra Oy est un spécialiste de la construction d’infrastructures et de bâtiments complexes en Europe du Nord. L’entreprise est aussi l’un des plus grands constructeurs de routes de son secteur géographique. Elle emploie 4 700 professionnels et a pour ambition de bâtir une société durable aux côtés de ses clients. Elle est spécialisée dans les chantiers urbains, les projets routiers et les chantiers de centrales de production d’énergie et industriels. Elle construit et entretient des réseaux routiers et édifie des bâtiments d’habitation et commerciaux.

qui influence chaque niveau du développement, était un volet crucial de ce contrat. Jarkko Meriläinen décrit la méthode unique qui a servi à forer les trous : « Dans certaines cavités, on excave en neuf étapes à cause des dimensions de la coupe et des tolérances serrées. On commence par le haut de la galerie, puis on enlève le milieu et enfin les côtés. »

Lemminkäinen coordonne les opérations d’excavation à l’aide du logiciel Sandvik iSURE intégré à ses jumbos Sandvik DT1131i. Ce programme permet de concevoir des plans de forage et des plans de tir, de les télécharger sur l’ordinateur des machines et d’analyser les données collectées post-excavation. Sandvik Mining and Rock Technology et Lemminkäinen ont étudié ensemble le processus pour modifier le logiciel en fonction des besoins de l’entrepreneur.

<p>Le système Sandvik iSure travaille en harmonie avec les foreuses, permettant d’automatiser entièrement le forage.</p>

Le système Sandvik iSure travaille en harmonie avec les foreuses, permettant d'automatiser entièrement le forage.

<p>La population d’Espoo ne cesse de croître. La nouvelle station d’épuration sera capable de traiter les eaux usées de plus de 400 000 résidents.</p>

La population d'Espoo ne cesse de croître. La nouvelle station d'épuration sera capable de traiter les eaux usées de plus de 400 000 résidents.

Tommi Mannelin est ingénieur du forage et du dynamitage informatisés chez Lemminkäinen et il travaille régulièrement avec Sandvik iSure. « Voilà sept ans et demi que je l’utilise et il me facilite le travail, c’est certain. Il permet de gagner du temps et l’opérateur n’a pas à se poser de questions car le forage peut être entièrement automatisé à partir des plans. La seule véritable difficulté, c’est que parfois les conditions réelles peuvent diverger de la théorie d’un plan. » Pour obtenir une fonctionnalité optimale, le système doit être intégré aux processus et aux équipements.

Pour ce projet, Lemminkäinen a sélectionné deux jumbos Sandvik DT1131i entièrement automatiques. L’entreprise avait déjà fait appel à eux sur un autre chantier. À l’origine, les deux foreuses ont été livrées à Tampere pour le projet Rantatunneli, le plus long tunnel routier de Finlande.

La solution Sandvik

Pour le chantier de construction de la station d’épuration de Blominmäki, l’entreprise Lemminkäinen fait appel à deux jumbos Sandvik DT1131i, au logiciel Sandvik iSure,
à l’assistance technique et aux services après-vente de Sandvik. Une collaboration étroite est nécessaire pour garantir que les équipements, les logiciels et l’assistance satisfont les besoins du client. Le matériel Sandvik offre à Lemminkäinen les capacités dont elle a besoin en matière de creusement de galeries tandis que le logiciel Sandvik iSURE sert à la planification et à l’analyse de l’ensemble du réseau de galeries. C’est une relation de coopération axée principalement sur la productivité et la sécurité des opérations.

Ce chantier était différent car le tunnel a été creusé sous un quartier résidentiel au cœur de la ville.  Les tolérances étaient donc très serrées et les vibrations surveillées de très près. À Tampere, les deux jumbos ont été baptisés Anna-Kaisa et Irene, les prénoms du maire de la ville et de sa première adjointe.

Difficile de dire si ce baptême a porté chance au projet, mais les travaux se sont achevés bien en en avance sur les délais. Lemminkäinen étant très satisfaite des machines, elle les a transférées sur son nouveau chantier à Espoo. Vers la fin des travaux d’excavation, l’une d’elles est partie sur un autre projet de construction de station d’épuration souterraine à Mikkeli. Anna-Kaisa termine seule le chantier d’Espoo.

« Sur ces sites  bien particuliers, où les tolérance sont très serrées, nous optons pour les foreuses Sandvik en raison de leur précision et de leur fiabilité », explique Jarkko Meriläinen. Son collègue Ville Nupponen ajoute que « la précision du DT1131i est un grand avantage car les galeries doivent être de la meilleure qualité qui soit. »

En moyenne, Lemminkäinen excave entre 14 000 et 15 000 m³ de roches par semaine. Elle est même parvenue à une occasion à en extraire 17 000 m³.

Il n’est possible de remplir une mission d’une telle ampleur que si le matériel affiche toujours le même niveau de productivité et de fiabilité et si tous les intervenants et fournisseurs coopèrent. Sandvik et Lemminkäinen entretiennent des rapports solides et sont partenaires depuis plusieurs années.

Selon Juha Kukkonen, responsable commercial foreuses tunnels et galeries chez Sandvik, les deux entreprises ont coopéré pour concevoir les systèmes utilisés, dont Sandvik iSure, et pour que les équipements choisis soient les mieux adaptés aux besoins.

Au sujet des impératifs propres à Espoo, il précise : « Les foreuses de la série i devaient remplir trois critères : rapidité, précision et simplicité d’utilisation. À en croire les retours d’expérience, ces critères ont été satisfaits. La précision des machines était vitale dans ce projet et la série DTi intègre nombre d’aides à la précision comme des bras robustes et de modèles de compensation extrêmement développés. En outre, Lemminkäinen a démonté le système de manipulation des allonges. Ainsi, les glissières latérales peuvent être amenées au plus près de la paroi des galeries et on obtient d’excellents résultats sur le plan de la qualité de l’excavation. »

Caractéristiques Sandvik DT1131i

Dimensions des galeries: 10,92×18,21 m (maximum)

Superficie: 20-183 m2

Diamètres des trous: 43-64 mm

Longueur des trous: Jusqu’à 6 085 mm

Foreuse: Sandvik RD525, 25 kW

Système de commande: iDATA

Longueur hors tout: 17,78 m

Largeur hors tout: 2,95 m

Hauteur hors tout: 3,69 m

Poids à vide: 45 500 kg

Bientôt, les travaux d’excavation seront terminés et la construction de la nouvelle station d’épuration souterraine pourra commencer. Elle sera impossible à déceler en observant du ciel ce site sans prétention, mais sous terre, une installation unique en son genre servira en silence toute une collectivité.