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| Mardi 13 Mai 2008 |
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 Introduction
Les tunnels
Les traversées sous la Seine
Les viaducs
Introduction
Le métro parisien, ce n'est pas seulement un moyen commode de se déplacer. Il
est aussi un témoignage d'une époque en matière d'art et d'esthétisme, celle des
Arts Décoratifs, évidemment incarnée par les accès Guimard, mais pas seulement.
Nombre d'éléments, de détails, font du métro parisien une véritable antichambre
du musée des Arts Décoratifs, à la différence que le réseau souterrain est un
musée vivant et évolutif.
Comment mieux définir le métro parisien que par le triptyque "édicule Guimard
- voûte - faïence blanche" ? Pour comprendre l'architecture du métro parisien,
il faut se rappeler les principes retenus pour sa construction.
Les tunnels
Le métro londonien est appelé Tube en raison de la forme circulaire de ses tunnels
et l'allure si particulière de ses rames. Il a inspiré nombre de techniciens qui
ont planché pour Paris sur divers projets de tramways souterrains tubulaires,
dont celui de l'ingénieur Berlier. Cependant, on ne peut pas considérer le réseau
parisien comme étant la stricte reproduction des principes londoniens, quand bien
même il y aurait quelques similitudes...
Pour comprendre la forme des tunnels, il est nécessaire de rappeler brièvement
la structure géologique du bassin parisien, dont Paris est l'un des points les
plus bas. Un bassin sédimentaire est constitué d'un empilage successif de couches
de matériaux différents n'ayant pas les mêmes capacités de résistance et de stabilité
: alternent des couches tendres, formées de marnes, de caillasses, d'alluvions
fluviaux, et des couches dures à dominante calcaire et gypseuse. A ceci s'ajoute
la présence de nappes phréatiques à faible profondeur, de cours d'eau naturellement
ou artificiellement souterrains, de bras morts de la Seine, et de nombreuses carrières
elles aussi souterraines, puisque le bassin parisien est riche en matériaux de
forte résistance pour la construction.
Construire un vaste réseau souterrain constituait donc un exercice de style assez
délicat. Pour y parvenir, on eut donc recours à des solutions très traditionnelles,
nécessitant une main d'oeuvre d'autant plus nombreuses que les délais impartis
étaient brefs et que la technique d'alors restait elle même très rudimentaire.
Les ingénieurs eurent donc besoin de faire preuve d'une imagination très poussée.
Ainsi, la voûte elliptique s'est imposée pour ses excellentes qualités de résistance
à la poussée dans un milieu particulièrement hétérogène.
Ainsi, c'est la technique de la galerie boisée qui fut adoptée : une première
galerie dite primitive de section trapézoïdale était donc creusée et élargie au
fur et à mesure, par étaiement afin de dresser la voûte supérieure du tunnel,
maintenue par des cintres métalliques jusqu'à achèvement de la maçonnerie. Ensuite,
on procédait à une excavation inférieure pour dégager la hauteur et la largeur
nécessaire, la construction des piédroits (inclinés vers l'intérieur) et du radier,
le "plancher" du tunnel. On eut aussi recours aussi au bouclier métallique installé
en front de taille, lorsque les terrains présentaient une bonne homogénéité, les
ouvriers assurant l'excavation du tunnel protégé sous le bouclier.
Une fois les maçonneries terminées, les ouvriers procédaient à l'injection de
ciment liquide derrière les maçonneries afin de palier les inévitables tassements
de terrain, puis bétonnaient les parois du tunnel afin d'améliorer son étanchéité.
Ensuite, les spécialistes de la pose de la voie et de l'alimentation électrique
entraient en action de façon somme toute très classique.
Au final, les tunnels sont larges de 7.50 m à la base du radier (piédroits inclus)
et de 8.60 m à la jonction de la voûte et des piédroits.
Ces procédés n'ont guère évolué au cours de la constitution du métro. La mécanisation
et l'apparition des boucliers-foreuses après la deuxième guerre mondiale ont été
mises à profit, alors même que les prolongements du réseau se raréfiaient. Dans
les années 1970, plusieurs prolongements ont été effectués par l'adoption de parois
de béton prémoulées, avec construction du tunnel à ciel ouvert, celui-ci prenant
alors une forme parallélépipédique, qui ne s'avérait possible que dans des terrains
suffisamment stables. Il est à noter que cette technique a été utilisée pour la
première fois à partir de 1974 pour la construction du métro de Lyon, non sans
difficultés (en raison de sols instables et gorgés d'eau), et qu'elle ne connut
pas un grand succès sur le réseau parisien, où seuls les prolongements en banlieue
des lignes 7 et 13 ont utilisé cette technique. Enfin, Météor a été percé par
le biais d'un bouclier-foreuse, en raison de son implantation à grande profondeur.
Deux lieux révèlent une certaine audace : sous le carrefour de l'Opéra se croisent
verticalement les lignes 3, 7 et 8. Un ouvrage commun a été conçu dès la construction
de la ligne 3, puisque les trois lignes se croisent dans un puits commun, avec
deux pont métalliques : le premier pour la ligne 3, la plus proche du sol, le
second pour la ligne 7 qui passe au dessus de la ligne 8. Dans le même esprit,
entre Mabillon et Odéon, la ligne 10 passe sur la ligne 4. Il existe donc des
viaducs souterrains sur le réseau du métro.
Les traversées sous la Seine
Si le premier franchissement de cours d'eau est évidemment sur la ligne 1, au dessus du canal Saint-Martin, place de la Bastille, c'est à la ligne 4 que revient le privilège de traverser la Seine. L'itinéraire de référence, entre l'Odéon et les Halles, fut abandonné car il passait sous l'Institut, et un autre tracé, plus complexe, fut défini par l'Ile de la Cité. Ainsi, la ligne 4 devait passer sous les deux bras de la Seine alors que le tracé initial aurait permis d'éviter cette difficulté supplémentaire.
La construction de la section entre la Place Saint-Michel et la Place du Châtelet constitue véritablement une prouesse technique. Entamée en 1906, elle dura plus de 3 ans pour s'achever pendant l'été 1909. Le principe de caissons métalliques, constituant des "modules" du tunnel servant d'armature est retenu. Ces caissons sont assemblés sur les quais de la Seine, à hauteur des Tuileries, alors que, pendant ce temps, aux extrémités des futures stations Saint Michel et Cité, sont édifiés, sur la place publique, quatre énormes cylindres métalliques qui accueillent l'ensemble des accès, des escaliers ainsi que la salle des billets. Et enfin, dans le même temps, le lit de la Seine était creusé sur environ 5 mètres de profondeur pour définir l'emplacement des caissons.
Les caissons achevés (pour l'anecdote, leur masse est de 280 tonnes), ceux-ci furent rendus étanches par des tôles rivetées. Puis le barrage de Suresnes fut fermé afin de faire monter le niveau de la Seine et permettre aux caissons de flotter. Des remorqueurs permettaient de guider les caissons jusqu'à la verticale de leur implantation matérialisée par des flotteurs. A ce moment, les ouvriers procédèrent au cuvelage intérieur du caisson, permettant de former, par injection de béton. Naturellement, les caissons s'enfonçaient alors dans la tranchée effectuée dans le lit de la Seine.
On procéda ensuite à la construction d'une cheminée d'accès maintenue étanche par air comprimé, permettant à des ouvriers de continuer de creuser dans le lit de la Seine, sur environ 4 mètres de profondeur, afin que la partie supérieure du caisson puisse être recouverte de sable et d'alluvions du lit de la Seine. Après assèchement, les travaux de voie pouvaient alors commencer, tandis qu'en surface, la voirie retrouvait une allure normale après trois années de travaux de construction des stations.
Cela dit, la traversée de la Seine fut une difficulté évidente, moins évidente était le passage sous les voies ferrées du chemin de fer d'Orléans, près de la station du Pont Saint-Michel. Pour stabiliser le terrain à proximité de la Seine, une saumure à -26°C fut injectée afin de congeler, et ainsi solidifier, le terrain.
Pour les autres traversées de la Seine en tunnel, on eut recours au bouclier et aux cintres en fonte (ligne A du Nord-Sud, actuelle ligne 12, entre Concorde et Assemblée Nationale), à la foreuse (ligne 8 entre Concorde et Invalides, bien que la technique de la ligne 4 fut un temps envisagée). Pour la ligne 7, il faut d'abord nécessaire de négocier pour trouver un point de passage. En venant de La Villette, la ligne 7 arrive à la Seine au Palais Royal. Il était donc envisagé une liaison vers la Place d'Italie via Odéon et Luxembourg, mais celle-ci serait passée sous le palais du Louvre. Plus à l'est, vers la rue du Louvre, l'Institut s'était opposé au passage de la ligne 4, plus à l'est encore la Conciergerie, Notre Dame et l'Ile Saint Louis étaient avancées pour refuser le passage de la ligne 7, qui fut finalement autorisé au Pont Marie ! C'est un bouclier qui creusa le tunnel sous la Seine.
Les viaducs
Il fut aussi retenu plusieurs fois des tracés aériens pour éviter le percement de tunnels dans des secteurs aux terrains trop délicats ou pour franchir un cours d'eau. Le premier viaduc du métro parisien, c'est la station Bastille de la ligne 1. Dans ce secteur, les obstacles étaient nombreux : les fondations de l'ancienne forteresse, celles de la colonne trônant au milieu de la place, le canal Saint-Martin... et l'interdiction faite aux ingénieurs de passer sous les immeubles.
On comprend ainsi mieux l'extraordinaire sinuosité de la section de ligne dans le secteur Bastille, puisque la station, située en viaduc sur le canal Saint-Martin mais sous la voirie, est précédée de courbes et contre-courbes de 36 à 45 m de rayon, qui plus est en rampe de 40 pour mille, imposant une limite de vitesse à 20 km/h. La station repose sur deux piliers construits sur les berges du canal dont le dégagement fut rétréci.
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| | | |  | | | | | L'autre courbe de Bastille | |
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Pour la ligne 2, le passage en viaduc est imposé par l'hétérogénéité des terrains au pied de la butte Montmartre, et par les tranchées ferroviaires des chemins de fer du Nord et de l'Est. La ligne est donc en aérien entre les stations Anvers et Colonel Fabien. Pour la ligne 6, les terrains instables et la double traversée de la Seine font de cette ligne la plus aérienne de tout le réseau, avec la moitié du parcours au dessus de la chaussée, avec les sections de Bel air, Bercy à la Place d'Italie, Corvisart à Saint Jacques et de Pasteur à Passy. Les viaducs sont composés de travées indépendantes de 22 mètres pouvant atteindre 50 voire 75 mètres pour traverser certains carrefours ou les saignées des voies ferrées du Nord et de l'Est.
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| | | |  | | | | | Station aérienne avec correspondance (l2) | |
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Les tabliers sont constitués d'entretoises métalliques et de petites voûtes en briques (sur la ligne 2) ou en maçonnerie (sur la ligne 6). Les poutres de rives sont assemblées en forme de N et reliées par une semelle supérieure parabolique. Les stations bénéficient de 4 piliers supplémentaires. Tous les piliers adoptent le style assyrien et sont l'oeuvre de Jean-Camille Formigé, autre styliste renommé du début du vingtième siècle.
Cependant, les plus célèbres viaducs du métro parisien sont évidemment ceux qui traversent la Seine. La ligne 6 la franchit deux fois, à Passy et à Bercy, par deux ouvrages posés sur un pont mais l'un, à Passy, est constitué de piliers en fonte dessinés par Jean-Camille Formigé, tandis que celui de Bercy est en maçonnerie et composé de 41 arcades. A Passy, le pont utilisé pour la circulation et les piétons a été décalé afin de servir de base au pont du métro, long de 263 m de long et incluant la station de Passy situé au débouché du tunnel, la Seine formant en ce lieu une dépression assez profonde. A Bercy, le pont existant fut élargi pour accueillir en son centre le métro.
Plus spectaculaire fut la traversée de la Seine par la ligne 5. Sur la rive droite, la ligne longe en tunnel le canal Saint-Martin et doit passer au dessus de celui-ci par un premier ouvrage précédant la station du Quai de la Rapée. Puis la ligne passe sous l'Institut Médico-Légal, sous les voies d'accès au pont d'Austerlitz et ressort par une rampe hélicoïdale pour franchir le viaduc d'Austerlitz, monumental ouvrage en forme de "bow string" long de 140 m et d'une seule volée, les immenses arceaux hauts de 50 mètres ayant leur fondation dans deux énormes piliers situés sur les bas ports. Pour franchir la dépression et rejoindre l'ombre à la station Saint-Marcel, la ligne traverse la verrière de la gare d'Orléans (Austerlitz) avec de nombreuses courbes pour longer finalement le boulevard de l'Hôpital.
Plus récemment, dans les années 1970, des ouvrages ont été édifiés pour le franchissement de la Seine à Charenton pour la ligne 8, puis la ligne 13 à Clichy et enfin, à la fin des années 1980, la ligne 1 à Puteaux, cette dernière étant simplement posée sur le pont de Neuilly élargi, à hauteur de la circulation générale.
Rémi Désormière, Jean-Christophe Pagès, et Bruno Struzzo pour
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