Une paroi mixte de palplanches d’ArcelorMittal comme mur du quai de manutention du nouveau terminal à conteneurs en eaux profondes á Gdansk

Information détaillée

DCT Gdańsk - Centre de manutention important en Pologne en mer Baltique

Avec le DCT Gdańsk SA, nouveau terminal à conteneurs en eaux profondes, d´une superficie de 40 hectares et doté d´un mur de quai de manutention de 650 mètres de long, le port de Gdańsk en Pologne est devenu une importante plateforme logistique pour l´Europe de l’Est. Après une première tranche de travaux, le terminal a une capacité de 500 000 « équivalent vingt pieds » par an. L’équivalent vingt pieds EVP (ou twenty-foot equivalent unit - TEU) est une unité de mesure de conteneur de transport utilisée pour décrire la capacité des navires porte-conteneurs et des terminaux à conteneurs.

Pendant la première année d’activité (2008), le terminal DCT a traité 106 356 conteneurs d’équivalent vingt pieds. 

DCT a contracté avec la société de construction Hochtief pour livrer le projet et sa réalisation, qui est devenu l’entreprise leader. L’élément principal du projet est une péninsule artificielle : un môle rectangulaire de 800 x 315 m et de 40 ha de superficie environ.

La longueur du môle a été décidée en fonction de la longueur de la ligne de mouillage et de la zone requise pour accueillir un stock tampon de 22 000 EVP. Cette zone de manoeuvre relie le môle au littoral pour s’élargir vers les terres. 

Le point le plus avancé du môle est à 900 mètres de la ligne de rivage naturel. Les solutions et technologies acceptées pour la construction du terminal devaient être de pointe compte tenu de l'ampleur du projet et du degré de complications causées par les conditions locales. Cet investissement dans la construction a introduit de nouvelles normes. La société Hochtief a utilisé les solutions améliorées et adaptées aux conditions locales, développées précédemment lors de la construction du plus grand terminal européen de Bremerhaven en Allemagne.

Phases préparatoires du projet

La conception, la construction et la maintenance du môle était sans conteste un défi en termes d’ingénierie géotechnique et d’ingénierie portuaire. Une reconnaissance géotechnique a été menée avant d´attaquer la phase de conception.

Sur ordre de l’investisseur, 41 forages de 30 mètres sous le niveau de la mer ont été réalisés à partir d’un équipement de forage standard à treuil diesel et tête de rotation à percussion.

La deuxième étape de l´analyse géotechnique du fond marin a été mise en œuvre sur l’ordre de l’exploitant. Le but était de livrer des données géotechniques complètes pour obtenir un meilleur aperçu et prendre les décisions permettant d’optimiser la construction.

La première idée était de réaliser le quai à partir d´un rideau de palplanches à simple ancrage. Le degré de compacité a été testé à 25 m à 17 endroits différents grâce à  un pénétromètre dynamique ultra lourd (DPSH). La cohésion du sol a été déterminée grâce à un test de pénétration standard et d´échantillons prélevés en 12 endroits. Enfin, la résistance au cisaillement du sol en comportement non drainé a été évaluée au scissomètre en 19 points de mesure.

Les résultats des études géotechniques ont permis d´établir un modèle des couches géologiques. Le modèle a montré que la couche de sol organique (terre argileuse et boues) de 1 à 7 m d’épaisseur repose directement sous le fond de la mer, à environ 12 m de profondeur. Cette couche est caractérisée par une faible résistance au cisaillement et à la pression et un degré de plasticité de l´ordre de 0,42. Dès lors, la solution proposée devenait irréalisable.

Solution optimisée: HZ-AZ rideau mixte de palplanches en acier palplanches mixte acier et sable dans la structure du môle

Finalement, une solution alternative a été adoptée : brise-lames au nord et à l’est formés de rideau de palplanches et un quai de transbordement construits sur éléments porteurs constitués d´un rideau mixte de palplanches et de trois rangées de pieux. Plus en détail, le rideau de palplanches du quai est composé de profils HZ 775B-26 doubles combinés à des palplanches AZ25 de 28,3 m de long en acier ASTM-A690 produits par ArcelorMittal. Le rideau mixte ainsi constitué est ancré au moyen de pieux HP (HP 400x122 de 26 m de long) réduisant ainsi le risque de dommages à la structure dus au mouvement des vagues.

Une plateforme Odin a été utilisée pendant les phases de fonçage et d´ancrage des palplanches. Le fonçage des palplanches a été exécuté  à l´aide d´un vibreur puis les quatre derniers mètres ont été battus à l'aide d´un marteau hydraulique pour augmenter la capacité portante des profils. 

Une fois la construction du coffrage du quai entrée en phase avancée, le processus de remblaiement a commencé. Tout d’abord, pour combler la zone directement derrière le rideau de palplanche, une station de dragage par aspiration a propulsé un mélange de sable et d’eau à l’intérieur de l´enceinte. Puis, compte tenu de la portée limitée de la drague, des pipelines ont transportés les déblais vers l´enceinte: 6000 m3 de sable par cycle, ce qui correspondait à la cargaison de 700 camions. La quantité totale de sable nécessaire pour remblayer le quai a été estimée à 2,22 millions de m3.

Exigences relatives aux charges

La superficie du quai sera soumise principalement aux charges des conteneurs stockés sur 4 niveaux d´une valeur de 50 kN/m2. Chaque pile de conteneur sera manipulée par un portique sur pneus (16 roues) caractérisé par une charge maximale admissible de 159kN/roue. Des tracteurs avec remorque d’une charge maximale de 115kN/essieu seront utilisés pour transporter les conteneurs jusqu´au stock tampon. L’affaissement toléré pour chaque pieu du quai provoqué sous charge permanente ou temporaire était spécifié dans le cahier des charges  du client.

La surveillance de l’affaissement a commencé immédiatement pendant la construction. Son but était de contrôler la construction et de comparer les hypothèses de conception avec les mesures réelles. Les résultats de la recherche et des mesures menées pendant la construction ont confirmé les hypothèses et les solutions de la conception.