Même les déblais ont un avenir

La future liaison ferroviaire entre Lyon et Turin prévue pour 2023, comportera deux tunnels : le tunnel d’Ambin, long d’environ 57 km et le tunnel de l’Orsiera, long de 19 km. Le creusement générera 19 millions de mètres cube de déblais. Dans le cadre d’une démarche de développement durable,  près d’un tiers de ces déblais doit être valorisé en granulats pour le revêtement et les équipements en  béton des tunnels. Cette valorisation permet, outre son intérêt économique, d’être en conformité avec les directives de l’Union Européenne sur le sujet, de protéger les ressources en matériaux en évitant l’ouverture de nouvelles carrières, de réduire l’importance des zones de mise en dépôt définitif et de limiter les transports de déblais et de granulats.

La condition essentielle de validation de cette démarche est toutefois liée à la particularité de certains de ces matériaux d’excavation, qui contiennent une quantité de sulfates dix à vingt fois supérieure à celle préconisée par les normes actuelles, ce qui peut générer une détérioration du béton par formation de produits délétères tels que l’ettringite ou la thaumasite, deux composés minéraux résultant de l’attaque de certaines phases du ciment hydraté par les sulfates. L’ettringite peut générer une expansion et la fissuration du béton alors que la thaumasite conduit à une perte des propriétés mécaniques du béton par consommation des silicates de calcium hydratés. Les conditions de formation de ces composés dépendent à la fois de la formulation du béton et des conditions environnementales.

Dans cette optique, le département Matériaux de l’Ifsttar (Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux), né le 1er janvier 2011 de la fusion du LCPC et de l’INRETS, participe à une recherche partenariale avec le promoteur LTF (Lyon-Turin Ferroviaire),  les sociétés cimentières Holcim et Vicat et le Lerm (Laboratoire d’Etudes et de Recherches sur les Matériaux). L’objectif de cette association est d’acquérir des connaissances sur le comportement des sulfates présents dans ces granulats pour élaborer de nouvelles formulations de béton adaptées à ces agrégats et éviter tout problème de détérioration en fonction des conditions environnementales.

Un des points clés de cette recherche vise la mise au point d’un essai de vieillissement accéléré validé, permettant l’obtention de résultats rapides sur le comportement des formulations de béton envisagées. Les résultats de l’essai sont attendus pour 2014, date prévue pour le début des travaux du tunnel d’Ambin.

La valorisation des déblais du tunnel ne doit toutefois pas être réalisée au détriment des autres propriétés de mise en œuvre et de durabilité nécessaires à un tel ouvrage. Ainsi, une démarche performantielle globale et prédictive de la durabilité des formules de béton retenues doit être envisagée sur la base des indicateurs de durabilité, préconisés dans le guide de l’Association Française de Génie Civil « Conception des bétons pour une durée de vie donnée des ouvrages ».