Tunnel Fehmarnbelt, Danemark

Évaluer la durabilité des éléments en béton armé préfabriqué qui seront utilisés pour construire le lien fixe du Fehmarn Belt – Analyser la performance de divers mélanges possibles en tenant compte des conditions environnementales agressives auxquelles les éléments du tunnel seront exposés pendant leur durée de vie utile

Long de 17,6 kilomètres et situé à une profondeur de plus de 40 mètres sous la surface de la mer, le lien fixe du Fehmarn Belt entre Fehmarn, en Allemagne, et Lolland, au Danemark, sera le tunnel combinant route et voie ferrée le plus long du monde. Construit au moyen d’une technologie de tunnel immergé, le lien comprendra une autoroute à quatre voies en plus d’une double ligne de chemin de fer électrifiée. Le lien fixe du Fehmarn Belt sera composé d’éléments de tunnel en béton armé qui seront fabriqués en usine et construits spécifiquement pour ce projet à Rødbyhavn, sur la côte danoise.

La construction du tunnel immergé est divisée en deux parties de taille égale : une pour la partie nord et l’autre pour la partie sud. Les deux parties comprendront des éléments de tunnel classiques, en plus d’éléments particuliers à intervalle fixe.

Les éléments se trouvant à l’entrée du lien fixe du Fehmarn Belt seront exposés à des conditions côtières/maritimes difficiles, ainsi qu’à des températures sous le point de congélation. En raison des conditions environnementales difficiles et de la durée de vie utile exigée de 120 ans, le béton doit être très durable.

Le consortium Salini-Impregilo/Samsung/Bunte Joint Venture (SISBU-JV) a fait appel aux experts de SIMCO pour fournir une évaluation indépendante de la durabilité des éléments de béton armé préfabriqué du projet du lien fixe de Fehmarn Belt.

La portée des travaux de SIMCO pour ce projet consistait à mener une analyse préliminaire axée sur la durabilité de quatre mélanges de béton potentiels conçus par SISBU-JV. Tous les mélanges potentiels ont été conçus pour être durables lorsqu’ils sont exposés pendant 120 ans à des conditions environnementales extrêmes, où les éléments en béton armé seront en contact avec de l’eau de mer pendant toute la durée de leur vie utile. L’analyse reposait sur un examen des documents fournis et sur diverses simulations numériques réalisées au moyen d’un programme en laboratoire visant à déterminer les propriétés de transport pour établir une prévision à long terme.

Un programme exhaustif d’essais a également été mis en place pour documenter davantage les propriétés physiques et la durabilité à long terme des mélanges sélectionnés. Une partie de ce programme a été effectuée au laboratoire d’Aalborg Portland, au Danemark, et d’autres essais ont été réalisés dans le laboratoire de SIMCO, au Canada.

Les simulations numériques effectuées devaient permettre d’évaluer la résistance du béton aux dommages chimiques et à la corrosion de l’acier causée par les chlorures au cours de la durée de vie utile spécifiée de 120 ans. Des simulations ont été effectuées sur des éléments structurels fondamentaux, chacun ayant ses propres conditions d’exposition, déterminées en fonction d’une analyse détaillée des conditions environnementales réelles du projet.