Au cœur de Brüttisellen, dans une zone très bien desservie par les transports, une parcelle d’environ 7’500 m² est jusqu’ici restée non bâtie. Et pour cause! Les conditions géologiques particulières du site requièrent des mesures de sécurisation de fouille et de fondation très complexes. Le projet de construction comprend trois tours culminant jusqu’à 74 m de hauteur, un bâtiment de 30 m en forme d’escalier longeant la sortie d’autoroute, ainsi qu’un parking souterrain à deux niveaux qui s’étend sur 5’500 m² et s’enfonce à environ 7 m de profondeur dans un sol sensible. KIBAG a accepté de relever le défi! Au-delà de l’exécution des travaux, l’entreprise est également co-responsable de la conception de la fouille et du dimensionnement.
La sécurisation renforcée de la fouille s’explique par les conditions géologiques et hydrauliques particulières du site: une nappe phréatique superficielle, une couche de sédiments deltaïques et limoneux peu porteurs, et un aquifère captif sous pression. Les géologues parlent d’eaux souterraines artésiennes. Explication pour le profane: dès que la couche argileuse et compacte située entre la couche supérieure du sol et cette nappe phréatique inférieure est percée, l’eau jaillit à la surface en fontaine, entraînant un risque de tassements importants dans la zone environnante.
Étayage de fouille par parois moulées
Après de vastes campagnes de sondages et la mise en place d’un monitoring des eaux souterraines à l’aide de capteurs de pression interstitielle et de piézomètres, les travaux de terrassement de la fouille de 130 x 60 m ont pu commencer en avril dernier. Les enceintes de fouille verticales rigides ont été réalisées sous forme de parois moulées de 800 mm d’épaisseur, sur une surface de 6 700 m² et jusqu’à une profondeur de 18,50 m. Une tranchée verticale a pour cela été excavée dans le sol à l’aide d’une benne à câble. Le soutènement est assuré par une suspension de bentonite argileuse. Afin de garantir un soutènement suffisant, les murets de retenue de la paroi moulée ont par endroits dus être prolongés jusqu’à 1 m au-dessus du terrain, en raison de la nappe phréatique sous tension artésienne.
Fond étanche
Une fois la fouille entièrement fermée par la paroi moulée (mi-septembre 2025), un fond étanche d’env. 1,20 m d’épaisseur est réalisé en profondeur par jet grouting, afin de prévenir les infiltrations dues à la nappe artésienne sous pression. Pour ce faire, environ 1‘500 colonnes de 2,2 à 3,2 m de diamètre sont disposées en chevauchement, formant ainsi un «couvercle» continu et hydrauliquement étanche situé à env. 1 m au-dessus de la base de la paroi moulée. Cette mesure permet d’éviter un soulèvement du fond de la fouille lors du terrassement et de l’abaissement de la nappe phréatique (wellpoint). Afin de réduire les risques et de gagner en flexibilité lors des travaux, la fouille est subdivisée en trois sections à l’aide de palplanches intérieures perdues. Les colonnes de jet grouting remplies de coulis de ciment sont surforées jusqu’au niveau du fond de fouille définitif et remblayées avec du gravier, évitant ainsi l’élimination d’importantes quantités de matériaux inertes (rentabilité, réglementation cantonale sur la valorisation).
Fondations
Une fois les travaux de jet grouting effectués, environ 300 pieux forés DN 880 mm sont réalisés selon la méthode CFA. Les charges élevées du bâtiment à l’état final et les forces de soulèvement en phase de construction sont reprises par une fondation mixte radier-pieux via ces pieux CFA et la paroi moulée activée. Des pieux d’essai sont en cours de réalisation afin de dimensionner plus précisément la fondation. Sur ce terrain à bâtir, seuls des systèmes de forage assurant un soutènement permanent du trou de forage peuvent être envisagés, une pression hydrostatique classique étant insuffisante pour maintenir la stabilité.
Épuisement des eaux et mesures de compensation de la nappe phréatique
Le rabattement de la nappe libre (dépôts torrentiels, sédiments lacustres) dans la zone de la fouille s’effectue au moyen d’un système wellpoint, complété par quelques puits filtrants. En raison des travaux complexes de jet grouting, l’eau pompée doit être neutralisée avec soin. Afin de garantir l’écoulement de la nappe phréatique libre à l’extérieur de la fouille après son achèvement, un rideau de pieux en gravier est foré autour de la paroi moulée.
Soutènement et excavation
Ce n’est qu’alors que les étaiements métalliques, composés d’environ 400 tonnes de profils HEB et ROR, peuvent être mis en place, afin de permettre l’excavation d’environ 37‘000 m³ sur 6 à 7 m de profondeur sans déformations importantes. Les étaiements inclinés en direction de la sortie d’autoroute pourront être retirés après l’exécution complète du radier en béton maigre, qui fait office de dalle d’étaiement. L’étaiement horizontal des autres zones sera retiré dès que l’entrepreneur-construction, qui débutera ses travaux à la fin de l’été 2026, aura réalisé la dalle du deuxième sous-sol.
Méthode d’observation
La planification et l’exécution de la fouille sont réalisées selon les principes de la méthode d’observation de la norme SIA 267. Des données relatives aux déformations, aux niveaux des eaux souterraines etc. sont collectées automatiquement et avec une grande précision dans la zone de fouille et les environs immédiats. Le dimensionnement des mesures de construction et de sécurisation à venir est régulièrement vérifié sur la base de ces données, et adapté si nécessaire.
Daniel Bucher ing. civil dipl. EPF/SIA Responsable Exécution Wasser- und Spezialtiefbau KIBAG Bauleistungen AG
Daniel Bucher dispose de plus de 25 ans d’expérience dans la conception et l’exécution de projets de génie civil spécialisé. Forte d’une équipe expérimentée couvrant presque toutes les disciplines du génie civil spécialisé, KIBAG s’est établie comme un partenaire de référence pour le conseil, l’optimisation et la réalisation de projets complexes et de haute qualité dans toute la Suisse.