Assainissement du tunnel du Wallring à Hambourg (Allemagne)

Nafufill KM 250, le substitut de béton renforcé par des fibres de MC-Bauchemie, a joué un rôle de premier plan dans la réparation réussie du tunnel du Wallring dans le centre-ville de Hambourg. Pour l'amélioration de la protection structurelle contre l'incendie de 21 000 m² de surfaces de murs et de plafonds du tunnel, 2 100 tonnes de substitut de béton ont été utilisées, qui ont été livrées sur le chantier successivement au cours du projet avec 101 trains routiers.

Construit entre 1963 et 1966, le tunnel du Wallring passe entre l'Alster et l'Elbe en dessous du centre ville de Hambourg et, avec une longueur de 550 mètres, il passe sous le carrefour de la Georgsplatz ainsi que de la Spitalerstrasse, de la Mönckebergstrasse et de la Steinstrasse. Il soulage considérablement la circulation en surface et, avec un volume de trafic quotidien d'environ 40 000 véhicules, il est l'une des plus importantes artères de circulation du centre-ville de la ville hanséatique. Le tunnel se compose de deux tubes de tunnel à deux voies chacun. La structure centrale abrite des installations d'approvisionnement, un couloir de service et une voie d'évacuation.

 

Un renouveau fondamental

Si l'équipement du tunnel du Wallring était encore exemplaire lors de son ouverture en 1966, il était largement obsolète selon les règles de sécurité et de protection contre l'incendie d'aujourd'hui. C'est pourquoi le Sénat de Hambourg a débloqué 30 millions d'euros dans le budget de la ville pour la rénovation urgente de 2013, afin que la Landesbetrieb Strassen, Brücken und Gewässer (LSBG) de la Ville libre et hanséatique de Hambourg puisse lancer le projet de construction.Le LSBG a commencé la construction des routes en 2014, puis, à partir de 2016, les travaux de construction des deux tubes du tunnel dans les zones de sécurité et de protection contre l'incendie. Ce fut tout un défi pour l'équipe de projet dirigée par l'ingénieur civil Hanns Simons, qui est responsable du projet "Mise à niveau du tunnel du Wallring" dans la division "Structures de Génie Civil" du LSBG : "Les travaux de construction nécessaires ont dû être réalisés pendant que les tubes du tunnel étaient en service." Pour cela, il a fallu travailler pendant 700 nuits au total au cours du projet. Afin d'assurer la fluidité du trafic autant que possible, la circulation a été temporairement dirigée dans les deux tubes du tunnel sur une seule voie, et les heures de fermeture ont été décalées vers les périodes de faible trafic comme la nuit, les week-ends ou les jours fériés.

 

Revêtement intérieur existant comme source de danger

Cependant, le renforcement initial des tubes du tunnel a causé beaucoup plus de maux de tête aux planificateurs. Dans les années 1960, pour améliorer les conditions de luminosité dans le tunnel, les surfaces en béton avaient été dotées de carreaux blancs fendus, dont le revêtement céramique de 3 à 4 cm d'épaisseur avait été appliqué sur une couche de mortier de 1,5 cm d'épaisseur. Ainsi, ce revêtement, qui était alors progressif, a certes éclairé l'intérieur du tunnel, mais il était depuis longtemps devenu incompatible avec les règles modernes de sécurité incendie. En cas d'incendie grave dans l'un des deux tubes du tunnel, une température de plus de 500 °C aurait été générée au niveau du renforcement, qui aurait pu perdre son effet structurel. Cette source potentielle de danger rendait absolument nécessaire la modernisation de l'ensemble de la structure en béton, qui devait être réalisée en augmentant la couverture en béton des murs et du plafond du tunnel. C'est à ce moment-là que Henning Völtz, directeur commercial Infrastructure & Industrie au Centre de Services de Hambourg, a commencé sa consultation. Werner Baumgart, responsable mondial des produits de réparation du béton et de protection des surfaces, l'a soutenu de temps en temps. Dans le domaine de la réparation du béton et de la protection des surfaces, MC a regroupé son savoir-faire et son expertise dans la protection et la réparation des structures en béton.

 

Des exigences plus rigoureuses

Les exigences en matière de protection contre l'incendie pour les tunnels urbains avec des structures de circulation adjacentes, comme le tunnel Wallring, sont particulièrement élevées. Pour y répondre, ces tunnels et leur renforcement doivent être planifiés de manière à garantir une durée de résistance au feu de 60 minutes à 1 200 °C et une phase de refroidissement ultérieure de 110 minutes. Ceci afin de minimiser la probabilité de perte de la structure elle-même et des structures adjacentes. Les matériaux de construction utilisés dans ce contexte doivent être conformes à la classe de matériaux de construction A (non combustible) selon la norme DIN 4102 et ne doivent pas libérer de substances qui pourraient nuire aux personnes ou à la structure.

 

Nafufill KM 250 répond à toutes les exigences

Les experts de MC ont recommandé au LSBG et au WvS-Zivilingenieure Hamburg, le bureau d'étude mandaté par le LSBG, d'utiliser le substitut de béton PCC/SPCC résistant au feu et renforcé par des fibres, le Nafufill KM 250 de MC. Finalement, il s'est avéré être le seul mortier SPCC qui pouvait prouver qu'il répondait à toutes les exigences mentionnées ci-dessus lors de tests comparatifs. Le substitut de béton de MC se caractérise également par son très bon comportement en flexion et en compression (mortier R 4 selon la norme EN 1504-3) et sa grande résistance à la carbonatation. Il est également résistant aux sels de déverglaçage et étanche aux chlorures. Nafufill KM 250 peut donc servir à la fois de protection du béton contre l'incendie et augmenter sa résistance aux attaques atmosphériques typiques dans un tunnel. 

 

Une tâche colossale maîtrisée avec succès

L'exécution a été confiée à la société française EUROVIA, un leader mondial de la construction routière. La société Schachtbau Nordhausen Bau GmbH a été chargée d'appliquer le mortier de substitut du béton, travail réalisé à partir de novembre 2016 par projection à voie humide de Nafufill KM 250. L'application d'une couche d'environ 4,5 cm d'épaisseur par la méthode de projection à voie humide a été sélectionnée afin de réduire le rebond et minimiser les émissions de poussière par rapport aux mortiers SPCC projetés à sec. Une surface de béton de 21 000 m² devait être traitée.

 

L'énorme volume total a également mis la logistique de MC à rude épreuve : le défi consistait à assurer la fourniture et la livraison constante et dans les délais de la Nafufill KM 250, bien que la livraison pendant la phase de construction n'ait pu avoir lieu que la nuit. Cependant, le défi a été relevé sans exception : pendant toute la phase de construction, il n'y a jamais eu un moment où il n'y avait pas assez de Nafufill KM 250 disponible sur le site pour la mise en œuvre en cours. Au final, la quantité totale s'est élevée à 2100 tonnes, qui ont été livrées avec 101 camions. Un grand succès, qui a été obtenu grâce à une planification solide à l'avance et à l'interaction harmonieuse de toutes les parties impliquées pendant la phase de construction. Ce projet gigantesque a été achevé dans les délais et le budget impartis, et le tunnel du Wallring a été entièrement rénové et modernisé, puis rouvert en juillet 2018.