terra infrastructure fournit une technologie d'avenir dans le domaine du forage

Le tunnel de Nordhavn est actuellement l'un des projets d'infrastructure les plus importants du Danemark. Ce projet, mené par la Direction danoise des routes (Vejdirektoratet), vise à soulager durablement le trafic urbain dans le nord de Copenhague et à améliorer considérablement les liaisons avec le quartier en pleine expansion de Nordhavn. Plusieurs entreprises spécialisées dans le génie civil ont été chargées d'ancrer les palplanches enfoncées dans le sol afin de sécuriser la fosse d'excavation, en utilisant divers équipements et méthodes techniques. Outre les foreuses standard, Grundbau Nord GmbH a notamment utilisé la VibroDrill VD 150 de terra infrastructure. Équipée d'une technologie de pointe, cette foreuse vibrante a pu démontrer ses atouts en termes de performances, de précision et de qualité, en particulier lors du forage dans un sol très hétérogène composé d'argile, de calcaire et de silex.

Le tunnel, d'une longueur d'environ 1,4 kilomètre, est un projet d'infrastructure clé destiné à réduire les embouteillages dans le quartier d'Østerbro et à améliorer les liaisons avec la zone portuaire en plein essor de Nordhavn. Environ 700 mètres de la structure sont construits sous forme de tunnel sous-marin sous la baie de Svanemøllehavn, le reste étant principalement construit selon la méthode éprouvée du « cut-and-cover », une méthode techniquement exigeante pour la construction de tunnels en milieu urbain. L'objectif du projet est de gérer plus efficacement les flux de circulation, de détourner le trafic de poids lourds des zones résidentielles et, dans le même temps, de jeter les bases d'un éventuel périphérique est autour de Copenhague. La réalisation du projet est confiée à une coentreprise entre MT Højgaard Danmark et BESIX, avec le soutien de NIRAS, Jacobs et Bravida Danmark pour la planification et le conseil. D'un montant d'environ 2,6 milliards de couronnes danoises, la construction a débuté en 2024 et la mise en service est prévue pour la fin 2027.

Le tunnel de Nordhavn est un élément important de la stratégie de transport à long terme de Copenhague. Cette nouvelle liaison permettra de relier plus efficacement Østerbro et Nordhavn, d'améliorer l'accès aux nouvelles zones de développement et d'améliorer durablement la mobilité dans le nord de la ville. Une attention particulière est accordée à la construction respectueuse du climat : l'utilisation de béton et d'acier optimisés, l'augmentation du transport de matériaux par bateau et des mesures de recyclage étendues devraient permettre de réduire l'empreinte carbone de 30 % par rapport aux méthodes de construction conventionnelles. Le projet allie ainsi une technologie d'ingénierie moderne à une vision urbaine prospective et à une responsabilité durable.

Une technologie de pointe a également été utilisée pour ancrer les palplanches enfoncées dans le sol afin de sécuriser les fosses d'excavation. Au total, trois à quatre couches d'ancrage ont été installées pour sécuriser les palplanches de chacune des fosses d'excavation, qui avaient une longueur d'environ 300 mètres et une profondeur de 12 mètres. Les premières couches d'ancrage ont été forées à des profondeurs comprises entre 25 et 35 mètres. À cette fin, des manchons de tuyaux ont été soudés aux palplanches, auxquels la grue porteuse ou la foreuse a été fixée. Les travaux de forage ont été réalisés selon la méthode duplex, c'est-à-dire avec une tige extérieure et une tige intérieure. « Pendant l'opération, la tige extérieure avec un boulon de forage annulaire sécurise le trou de forage et empêche l'eau ou la terre d'y pénétrer, tandis qu'une deuxième tige fonctionne à l'intérieur, actionnant un trépan complet et remplissant ensuite le coulis de ciment », explique Kenneth Paetsch, de Grundbau Nord GmbH.

Le forage a été réalisé selon la méthode duplex, avec un angle de forage descendant compris entre 25 et 30 degrés. Les tiges et les tuyaux de forage ont été utilisés en sections de deux mètres et placés sur la foreuse à l'aide d'une excavatrice. Une fois la profondeur finale d'environ 27 mètres atteinte, le ciment a été injecté via les tiges intérieures. Les tiges intérieures ont ensuite été retirées et les ancrages à torons ont été insérés dans les tuyaux extérieurs pour ancrer les palplanches. « L'ancrage a ensuite été cimenté et les tiges extérieures ont été retirées », poursuit M. Paetsch.

En plus des foreuses standard, Grundbau Nord GmbH a utilisé pour la première fois dans ce projet la VibroDrill VD 150 de terra infrastructure. Selon Johannes Müller, ingénieur en génie civil, responsable des ventes internationales pour les techniques de forage chez terra infrastructure GmbH, cet appareil établit de nouvelles normes dans le domaine de la technologie de forage par vibration. « Il combine un design compact, un rendement élevé et une grande polyvalence technique, offrant une solution optimale pour un forage économique, sûr et précis dans le génie civil spécialisé, non seulement dans des conditions de sol extrêmes, mais aussi dans des sols cohésifs », explique M. Müller.

Le VibroDrill VD a été développé pour le forage d'ancrages, les micropieux, l'énergie géothermique, le génie géotechnique et le forage de morts-terrains, et démontre toute sa puissance lorsque des conditions de sol difficiles exigent un travail de précision. Il fonctionne avec une force centrifuge de 240 kN à des fréquences allant jusqu'à 120 Hz et peut atteindre des profondeurs de forage allant jusqu'à 100 mètres. Malgré son rendement élevé, le système reste compact et flexible à l'usage, avec un poids propre compris entre 500 kg et 1,5 tonne, selon le modèle. Un système intégré d'amortissement des vibrations réduit les contraintes sur les personnes et les machines, tandis que les faibles émissions sonores, inférieures à 100 dB(A) de puissance acoustique, permettent de travailler dans les zones urbaines du centre-ville. Le VibroDrill VD 150 impressionne non seulement par son efficacité, mais aussi par sa durabilité et sa facilité d'utilisation.

Dans le cadre du projet actuel de forage d'ancrage dans le port nord de Copenhague, l'entrepreneur s'est d'abord appuyé sur une technique de forage conventionnelle : deux foreuses ont été équipées de marteaux perforateurs standard, tous dotés de mécanismes à percussion, qui ont fait leurs preuves depuis de nombreuses années. Les équipes avaient besoin en moyenne de deux à trois heures par trou de forage d'environ 25 mètres. Plus tard, une troisième foreuse, une HBR 605, a été équipée du VibroDrill VD 150, et la différence a été immédiatement perceptible. Pour des trous comparables dans les couches supérieures, le temps de forage a été réduit à environ 40 minutes. Le VibroDrill a vraiment pris tout son sens avec des trous plus longs de plus de 15 mètres. « Là où le mécanisme de percussion perd de son efficacité à des profondeurs plus importantes, le VibroDrill maintient l'énergie de vibration constante sur toute la longueur du forage », explique M. Paetsch. « Cela a permis de forer beaucoup plus rapidement et de manière plus régulière. » Dans les couches inférieures, où la pierre à silex était directement exposée, le rendement du VibroDrill et du mécanisme de percussion s'est alors à nouveau équilibré, selon M. Paetsch. De plus, le puissant VibroDrill VD 150 a poussé le HBR 605 à ses limites de rendement et, avec l'augmentation de la température ambiante, a provoqué un échauffement important de l'huile hydraulique de la grue porteuse – un problème qui a désormais été pris en compte dans la configuration de la machine. Depuis, Grundbau Nord a utilisé un VD100 plus petit sur un HBR 605 sur d'autres chantiers en Allemagne, tels que la clinique de Braunschweig et l'hôtel Atlantik à Hambourg. Là-bas, le rapport entre la grue porteuse et l'entraînement de la foreuse est parfait, également d'un point de vue hydraulique.

When considering the boundary conditions, it became apparent that the VibroDrill VD 150 and the VibroDrill VD 100 offer considerable efficiency advantages, especially for longer boreholes in a wide variety of soil conditions. This has proven to be a valuable supplement to classic percussion mechanisms on this and other sites. Against this background, Kenneth Paetsch and his father Michael Paetsch, owner and managing director of Grundbau Nord GmbH, are using this innovative technology at special civil engineering projects under a wide variety of conditions in order to gain further experience.