Mise en situation

L’étude portera sur la réalisation de la tête de coupe d’un tunnelier.

Les caractéristiques de ce tunnelier sont :

• un diamètre de douze mètres
• une longueur de 135 mètres
• une masse totale de 2400 tonnes

Sa mission consistera à creuser les neuf kilomètres du premier tronçon du tube Sud du tunnel, permettant à la nouvelle ligne ferroviaire Lyon-Turin de franchir les Alpes.

Pour répondre aux exigences du cahier des charges, ces machines dites à roches dures, à terrains tendres ou mixtes peuvent mesurer de 4 à 15 mètres de diamètre.

Ce tunnelier est une machine à roche dure.

Une machine à bouclier simple s’appuie sur les voussoirs déjà posés, (éléments de béton composant la structure du tunnel), pour creuser (exercer la force d’abattage au niveau de la tête de coupe par le biais des vérins).

La tête de coupe arrache des fragments de roche, évacués par un jeu de convoyeurs.

Lorsque les vérins sont en fin de course, le tunnelier arrête d’avancer. Les vérins sont rentrés et la phase de pose des voussoirs peut alors commencer. Un bras articulé assure cette tâche (bras non représenté sur le schéma).

Quand l’opération de pose des voussoirs est finie, les vérins reprennent appui sur les derniers voussoirs posés, et le cycle recommence.

L’étude portera exclusivement sur la tête de coupe du tunnelier.

Le tunnelier est intégralement monté en usine, mis en service et réceptionné par le client. Puis il est démonté et transporté par camion sur le lieu où il doit creuser.

De ce fait, pour être transportable, la tête de coupe est composée de 5 éléments :

• La partie centrale carrée
• 4 pétales

Présentation du sujet :

En vue de la réalisation en série de tunneliers, vous êtes chargé au sein du bureau des méthodes de la société NFM :

• D’étudier la cotation et les tolérances des montants de la partie centrale.
• De calculer la longueur de tuyauterie et réaliser sa gamme de cintrage en vue de valider sa fabrication.
• D’établir le DMOS des pétales.