Les palplanches AZ d’ArcelorMittal pour la construction du port en eaux profondes à Marsden Point

Information détaillée

Un port en eau profonde - la réponse à l'exportation croissante de produits forestiers en Nouvelle-Zélande

Northport est situé sur la côte nord-est de l'île septentrionale de la Nouvelle-Zélande. C'est là qu'a été construit le port le plus moderne et le plus profond du pays. Accessible de manière permanente aux navires, assuré de voir son trafic croître continûment, il constitue sans conteste un élément clé du développement de l'économie néo-zélandaise.

L'idée de construire un nouveau port dans cette région remonte à plusieurs décennies : Northland Port Corporation, qui exploite le port voisin de Whangarei, avait fait l'acquisition du site dans les années 60, à une époque où la sylviculture néo-zélandaise émergeait tout juste. Au fil des ans, les quelque 190 000 ha de forêts de pins ont, depuis, atteint leur maturité, entraînant une croissance soutenue des exportations de produits forestiers au départ de Whangarei. Selon les prévisions, les tonnages exportés devaient se voir multipliés par 4 entre 2000 et 2004. Or, les installations portuaires de Whangarei n'étant pas dimensionnées pour supporter les équipements lourds de manutention utilisés aujourd'hui, le port était incapable de faire face à cette croissance. 

D'autant plus que les tirants d'eau, limités à neuf mètres, étaient incompatibles avec l'évolution des flottes modernes et n'étaient garantis, au demeurant, qu'au prix de dragages permanents. L'espace disponible pour déposer les produits de dragage commençait par ailleurs à faire défaut. La construction d'un nouveau port en eaux profondes s'imposait donc.

Northport, joint venture formée entre Northland Port Corporation et Port of Tauranga, s'est associée à son tour à Carter Holt Harvey, la plus grande compagnie de produits forestiers d'Australie, pour l'exploitation à terre du nouveau port. Suite à la construction voisine d'une très importante usine de production de lamibois destiné principalement à l'exportation, Carter Holt Harvey s'était engagée, pour les cinq premières années de fonctionnement du nouveau port, à y charger un million de tonnes de bois et de produits dérivés. Une palette toujours plus étendue de produits d'exportation est vite venue s'ajouter, de sorte que le volume annuel de fret, bois, mais aussi produits agricoles, engrais, ciments et conteneurs, atteignait 2,8 millions de tonnes en 2005.

Les conditions géologiques et la solution retenue

Des études hydrographiques et environnementales très complètes avaient été réalisées dès les années 70. Le nouveau port est implanté entre deux failles non actives et les conditions géologiques favorables ont facilité les travaux de construction. Le sol se compose d'alluvions, essentiellement sous forme de sables, avec de rares zones tourbeuses, reposant sur un substratum profond constitué de grauwacke et d'argilite. Cette géologie a permis de réaliser le terre-plein en s'affranchissant de tous travaux de dragage préalables sur son emprise, et d'utiliser, pour sa constitution, les matériaux provenant du dragage du bassin d'évitage. Plusieurs millions de mètres cubes de sables ont ainsi été mis en place à l'abri de 1 700 m de digues d'une hauteur de 3 à 16 m, réalisés en matériaux locaux, principalement du sable, protégé par une carapace en enrochements. La consolidation du terre-plein a été effectuée par chargement statique, le remblai ayant été monté jusqu'à deux mètres au-dessus du niveau des digues, avant d'être à nouveau décapé pour la réalisation du revêtement.

La construction du nouveau port en eaux profondes a commencé en octobre 2000 et, moins de deux ans plus tard, en juin 2002, Northport pouvait accueillir son premier bateau. Quelques mois seulement après la mise en service du premier poste d'accostage, le deuxième était achevé à son tour. Le projet a été construit dans le cadre d'un marché de conception-construction pour un montant de 36 millions de dollars US, portant sur le terre-plein de 50 ha (dont 32 gagnés sur la mer) et un quai de 390 m de long avec deux postes d'opération permettant d'accueillir des vraquiers de 65 000 tonnes de 13 m de tirant d'eau, et d'une longueur pouvant aller jusqu'à 230 m.

A l'origine, Beca Carter Hollings & Ferner Limited (BCHF), le bureau d'études, avait proposé à FIetcher Construction Company Ltd, l'entreprise, un rideau mixte HZ/AZ. Ce rideau était destiné à servir à la fois de soutènement à la zone remblayée et d'appui arrière à la dalle du quai, une dalle en béton armé coulée en place qui s'appuie par ailleurs côté large sur deux files de pieux métalliques remplis de béton. Invités par BCHF à analyser la solution proposée, les ingénieurs d'ArcelorMittal ont proposé d'optimiser la solution HZ/AZ et de substituer au rideau mixte un rideau en palplanches AZ 36, économiquement plus avantageux.

Cette solution tenait compte des charges élevées à reprendre (charge permanente  de 85 kN/m, charge d'exploitation de 240 kN/m). La largeur utile importante des palplanches AZ retenues (1,26 m pour les palplanches doubles) constituait un atout en termes de productivité. Bien que produites aux antipodes, les 3 000 t de palplanches utilisées pour le projet Northport ont été acheminées sur place dans un délai de 3 mois.

Phase de la construction

Le rideau de soutènement en palplanches AZ 36 a une hauteur de 30 m et pénètre sur une hauteur de 16 m dans les sables en place, dont les cinq derniers mètres sont particulièrement compacts. Deux rideaux en retour, d'une longueur de 15 m chacun, relient le rideau principal aux digues contenant les remblais du terre-plein. Les palplanches AZ 36 sont ancrées au moyen de tirants de 26 m reliés à un rideau en palplanches doubles AZ 26 de 7,5 m de hauteur.

Les tirants en acier, fournis par Anker-Schroeder, sont constitués de deux barres de 60 mm de diamètre et de 13,45 m de long, assemblées au moyen d'un manchon fileté. Des liernes métalliques, en U continus, ont été boulonnées aux palplanches par une équipe de plongeurs qui a également assuré l'installation des tirants. Compte tenu de la géologie du site et des côtes du projet, la mise en œuvre des palplanches n'a pas posé de problème particulier. Le rideau principal a été foncé à partir d'une plate-forme auto-élévatrice Flexifloat S-70 au moyen d'un vibrateur PTC 50 HL monté sur une grue P&H 5100. En cas de refus à une côte supérieure à la côte théorique prévue, dans les sables compacts, le battage a été effectué au moyen d'un marteau hydraulique Junttan de 9 tonnes. L'alignement exigé a été assuré au moyen d'un gabarit comportant deux guides espacés de 8 m et maintenu en place par des tubes métalliques foncés au refus avec le même équipement que celui utilisé pour les palplanches. Neuf paires de palplanches AZ 36 étaient disposées dans le gabarit, le fonçage s'effectuant par panneaux pour assurer une bonne verticalité. Les palplanches AZ 26 des rideaux d'ancrage n'ont pas nécessité de fonçage : elles étaient simplement installées depuis le terre-plein en cours de remblaiement et étayées jusqu'à être convenablement calées de part et d'autre par le sable du remblai. 

La durée de vie de l'ouvrage étant fixée à 50 ans, un soin particulier a été apporté à la protection anticorrosion des parties les plus critiques du rideau, zone de marnage et partie supérieure de la zone d'immersion permanente - qui coïncide avec la position du lit de tirants. Les palplanches ont ainsi été revêtues de deux couches de 175 µm d'une peinture époxy exempte de brai (Altra Tar) et les tirants, une fois assemblés, ont été enveloppés d'un ruban Denso Ultraflex, les manchons filetés étant eux-mêmes enveloppés par un manchon thermorétractable.

Autres plans de développement

La réalisation de deux autres postes d'accostage, avec des tirants d'eau de 14,5 m, avait été programmée dès l'origine. La construction du poste n° 3, avec un rideau mixte, également fourni par ArcelorMittal, a commencé fin 2005.

Avec le troisième poste d’amarrage  terminé, toutes les affaires restantes à Port Whangarei ont été transférées à Marsden Point en avril 2007. La construction du quatrième poste d’amarrage aura lieu lorsque l'augmentation des volumes portuaires atteindra des niveaux viables.