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Association Française des Tunnels et de l'Espace Souterrain

Comités et Délégations

Comité Espace Souterrain

Objectifs

Publications du Comité Espace Souterrain

PROMOUVOIR L'ESPACE SOUTERRAIN EN :

Réunissant l'information disponible et en la diffusant
Organisant la réflexion pour l'élargir à toutes les professions concernées
Suscitant et encadreant des travaux universitaires dans les diverses disciplines,
Montant des séminaires de formation continue en collaboration avec les organismes spécialisés.
Faisant appel aux techniques de communication audiovisuelles pour toucher le plus large public, réalisant des films, publiant des ouvrages,en assurant leur meilleure diffusion possible, notamment auprès des associations concernées et des établissements d'enseignement.

CONCEPTS ET PRINCIPES

Le sous-sol est la seule réserve d'espace encore disponible pour la ville il est cependant sous exploité, voire gaspillé.
Exemples

ESPACE SOUTERRAIN s'adresse

aux élus,

gestionnaires de l'espace Il s'agit, en effet, de mieux intégrer cette nouvelle dimension dans les programmes d'aménagement et d'urbanisme. Si l'on peut circuler et stationner en sous-sol, il est également possible d'y stocker, d'entreposer et d'assurer la plupart des fonctions urbaines libérant ainsi la surface. C'est l'occasion de la reconquérir au bénéfice de l'habitat, de l'environnement et du cadre de vie.

Etoileaux aménageurs,

confrontés à la pénurie d'espace et aux contraintes du tissu urbain. Pour eux, le sous-sol est le moyen de développer les réseaux et d'intégrer en un même lieu plusieurs fonctions urbaines (circulation, échange, commerce, culture, loisirs... C'est donc proposer plus de services et d'activités et aussi renforcer l'économie des projets d'aménagement.

et aux entreprises,

qui doivent faire preuve de leur capacité à proposer des solutions. Pour elles, ce gisement d'espace disponible présente d'innombrables perspectives pour la réalisation d'équipements et d'infrastructures de toutes natures, qu'il s'agisse de les construire ou de les exploiter.

 

CLÉ DE SOL, Projet national pour le développement des Galeries multi réseaux

Origine : La contradiction entre les avantages évidents d'un regroupement des réseaux habituellement enterrés chacun pour soi,
économie d'espace, réduction des nuisances et des coûts de travaux, gestion concertée, maintenance rationalisée, etc.,
et l'extrême réticence à mettre en oeuvre ce concept, qui paraît réservé à des espaces limités sous maîtrise d'ouvrage forte.

Huit organismes intéressés à la gestion urbaine se sont associés au Ministère de l'équipement pour étudier les obstacles au développement des galeries multi réseaux et les promouvoir à l'occasion de travaux neufs ou de rénovations.

Définition : Concept fonctionnel visant à regrouper les réseaux de fluides, d'énergie et d'information dans un espace commun, afin d'abord de réduire l'espace qu'ils occupent dans leur ensemble, puis de mieux les surveiller, les contrôler, les tester; les entretenir et les réparer avec le minimum de dommages pour l'environnement.

Partenaires :

AIVF, Association des ingénieurs des villes de France
AGHTM, Association générale des hygiénistes et techniciens municipaux
CERTU, Centre d'études et de recherches sur les transports urbains
ES, Espace souterrain
FSTT, Association française pour les travaux sans tranchées
INGU, Institut national du génie civil, devenu depuis
IREX, Institut de recherches et d'expérimentation en génie civil
RESEAU, Recherche et expérimentation sur l'eau pour l'aménagement urbain en Île de France
auxquels s'est jointe l'AFTES, Association française des travaux en souterrain.

4 Groupes de travail : Bilan socio-économique / Normes techniques / Cindynique / Partenariats

Villes ayant des projets à court terme : Besançon, Grenoble, Lyon, Paris (Seine rive gauche) et Rennes

LES RESEAUX COMME GERME D'URBANISME SOUTERRAIN

Pierre Duffaut et Monique Labbé, extrait de TUNNELS et Ouvrages souterrains juillet-août 1995, n°130, p. 255-260

D'après Amin Maalouf, Le premier siècle après Béatrice, "le mot réseau a un relent de mystère, d'ambiguïté, de coquinerie", et "une sorte de fil invisible nous reliait"; il s'agit évidemment ici des réseaux de personnes, les "fils" bien matériels des réseaux d'infrastructure ne sont invisibles que lorsqu'ils sont souterrains.

INTRODUCTION

Les services publics urbains placés en sous-sol se sont développés de manière anarchique. Ils pourraient fournir un point de départ à des réalisations plus larges en matière d'urbanisme souterrain.

Depuis plus d'un siècle beaucoup de services publics urbains ont été placés sous le sol, les conduites d'eau à l'abri du gel, les autres tuyaux et câbles pour limiter les croisements, plus tard des voies ferrées, avec leurs stations, puis des voies routières, et des parcs de stationnement. Le nombre des réseaux différents dépasse aujourd'hui vingt dans les villes modernes, ce nombre augmente de plus en plus vite, pour satisfaire des besoins toujours en expansion.

La plupart ont été placés sous la surface des rues (ouvrages publics sous domaine public) ; leur lacis y constitue un véritable étage géologique (qu'on a pu appeler "tuyautien") qui complique ou interdit l'accès à un sous-sol plus profond. L'allure anarchique de leur enchevêtrement s'explique par l'histoire. premier arrivant prenant la meilleure place, sans penser aux suivants, qui ne s'annoncent que plus tard.

Il est difficile de comprendre que cette anarchie ait pu être acceptée jusqu'à ce jour. La persistance de tels errements est désormais impensable dans les plus grandes villes, et dans beaucoup d'autres villes il est temps de prendre des mesures pour éviter de suivre le mauvais exemple.

De leur côté les propriétaires privés commencent à prendre conscience des possibilités offertes par leur patrimoine souterrain : après les caves, ils projettent des parkings profonds, en attendant des ouvrages plus variés que permettent les techniques modernes.

L'exposé donne quelques exemples concrets et suggère que les réseaux souterrains des services publics, voies ferrées et routières comprises, pourraient fournir un point de départ à des réalisations plus larges en matière d'urbanisme souterrain.

1. RAPPEL SUR L'EVOLUTION DES RESEAUX

Toute vie sociale demande des services communs. Les infrastructures de l'eau et des transports sont à l'origine des travaux publics. Les villes les plus peuplées ont été les premières à les développer (au centre d'un faisceau de routes, la Rome latine avait aussi ses aqueducs et ses égouts). Ailleurs des sources à 90'C ont permis la distribution d'eau chaude à des cités modestes (en France, Ax les Thermes ou Chaudesaigues). Au début du 19ème siècle, les épidémies de choléra ont conduit à généraliser la maîtrise de l'eau. Et la révolution industrielle a développé les villes modernes, avec ce qu'on appelle aujourd'hui les éléments du confort, gaz, électricité, téléphone, etc.

Pour s'en tenir à l'exemple de Paris, si le premier égout remonte à 1370, rue Montmartre, Belgrand ne dessine un vrai réseau qu'après 1850. L'eau pompée dans la Seine, dès 1608 par la roue hydraulique de la Samaritaine, puis par les "pompes à feu" des frères Périer en 1778, est distribuée aux fontaines, puis aux cours de quelques hôtels particuliers ; elle n'atteindra les étages de tous les immeubles que vers 1884 ! Le gaz "de ville" apparaît dès 1816, et gagne tout Paris à la fin du siècle (gaz à tous les étages, lisait-on encore vers 1950). La "force" de l'air comprimé se répand à partir de 1879 (Paris est la seule ville au monde à en bénéficier) ; le chauffage urbain suit à partir de 1928, et un réseau d'eau réfrigérée pour la climatisation est en cours d'installation, qui n'est certainement pas le dernier (ces dates d'après Cébron de l'Isle, 1989, et Barles, 1992a).

Contrairement aux conduites, les fils et câbles tarderont à s'enterrer, autour de 1950 seulement ; dès 1889 l'électricité assurait la 'lumière", puis plus lard la "force" ; ensuite le téléphone, la télématique, la télévision (le "câble").

Les voies ferrées ont banalisé le tunnel en raison de leur faible aptitude à franchir les reliefs, y compris en ville: la ligne de Saint Germain en Laye passait en tunnel sous le plateau des Batignolles, avant que la multiplication des voies ne conduise à ouvrir une large tranchée (fl reste une voie en tunnel à l'ouest de la tranchée). A Londres c'est un prolongement de "grande ligne" qui a été exécuté en souterrain pour échapper au coût des expropriations en surface (appelé metropolitan railway, il a donné son nom aux métros à venir, sauf d'ailleurs à Londres). On connaît la progression de ces "tramways souterrains" fuyant les encombrements de la surface, à Londres 1863, New York 1868, Berlin 1871, Paris le 19 juillet 1900; plus de 80 villes ont aujourd'hui des métros.

Beaucoup de ces réseaux souterrains sont installés en tranchée puis recouverts. Dans chaque rue, les travaux d'établissement des réseaux successifs sont d'abord séparés par des décennies; puis le rythme des renforcements s'accroît, soit pour faire face à la hausse du nombre des clients et de leurs besoins, soit même seulement pour l'entretien. Malgré les incitations des municipalités, rues et trottoirs sont éventrés de plus en plus souvent, au grand dam des usagers de la surface.

Evoquera-t-on un réseau bien naturel qui préexiste à la ville? c'est le réseau hydrographique, qui assure le transit des eaux, réseau en surface, arborescent et hiérarchisé. En vérité maint site urbain s'est fixé à un confluent, mainte ville se moule sur le cours d'eau, desservie par des voies sur quais. Les ponts se multi- plient, les berges sont colonisées, et bien des cours d'eau finissent par disparaître sous la ville, ainsi la Bièvre à Paris après le rû de Montmartre.

2. LES PRINCIPAUX DEVELOPPEMENTS DE L'URBANISME SOUTERRAIN

D'autres usages du sous-sol échappent à la notion de réseau, ainsi la salle souterraine de la Banque de France (10800 m² à 25 m de profondeur, creusée en 1925 au sein du "calcaire grossier" lutétien), ainsi nombre d'amphithéâtres, au Conservatoire national des Arts et Métiers, à l'Ecole nationale des Ponts et Chaussées, à l'Unesco, des bureaux au Sénat, des piscines, des salles de sport et de musique. Ces exemples forment la transition avec les usages privés qui sont innombrables, des caves des particuliers aux caveaux des théâtres et restaurants. De même les parcs de stationnement publics et les garages privés ne se distinguent-ils que par le régime de concession ou de propriété. Le nombre de parcs publics à Paris même va dépasser 100).

Les musées offrent les exemples récents les plus les plus remarquables, tant à Washington, (extension sous le parc de la Smithsonian Institution) qu'au Grand Louvre; et demain à Salzbourg, où un musée Guggenheim entièrement souterrain est annoncé.

On peut faire remonter le concept d'urbanisme souterrain à la rue de service souterraine de Hénard (Fig. 1, 1903), où se côtoient les transports de marchandises et les canalisations (alors noble, le tramway restait en surface). Il a été formulé en 1932 par Edouard Utudjian (Barles, 1992), qui l'a fait rayonner dans le monde entier pendant plus de 30 ans à travers le GECUS (Groupe d'études de coordination de l'urbanisme souterrain, une revue de 1933 à 1975, Le Monde souterrain (devenue Travaux souterrains), une Encyclopédie, cinq symposiums (dès 1934 à Bordeaux) et cinq congrès internationaux (depuis Paris, 1937).

Dans le même temps où l'industrie de guerre allemande multipliait les usines souterraines, les Scandinaves allaient mettre au premier plan la protection de leur population. Des premiers abris suédois à la patinoire olympique de Gjövik (fig. 2), leur apport concerne surtout des cavernes creusées dans le rocher solide des reliefs urbains, précisément des buttes respectées par l'érosion glaciaire. Aux salles de sports et de théâtre s'ajoutent des installations de génie urbain, traitement des eaux, centraux téléphoniques, comme des garages et entrepôts (entrepôts réfrigérés à Oslo dès 1950).

Le souci d'abritement, le climat rigoureux, le manque d'espaces plats, et la maîtrise des travaux à l'explosif justifient ces développements sans équivalent ailleurs.

Un autre modèle recrée dans les sous-sols des métropoles canadiennes les conditions abritées et conviviales de la rue moyenâgeuse à arcades. Le plan de ces rues commerçantes souterraines s'écarte du quadrillage des rues entre 'blocs" ; à Montréal priorité est donnée aux circulations nord-sud, à angle droit avec les rues majeures ; à Toronto, le maillage est décalé car la Ville concède le moins possible d'espace sous le domaine public. Dans les deux villes les accès directs au métro structurent le réseau piétonnier.

Kansas City explore une autre piste, à base d'immenses carrières dans une couche horizontale de calcaire, sus les plateaux qui entourent le confluent du Missouri et du Kansas : entrepôts naturellement frais ou réfrigérés, ateliers à l'abri des vibrations, bureaux climatisés ont envahi depuis trente ans plus de 6 millions de mètres carrés (fig. 3). Aujourd'hui ce sont les promoteurs immobiliers qui exploitent les carrières, afin de produire précisément les espaces qu'ils vont lotir et viabiliser (tous réseaux compris, de la voie ferrée à la climatisation !). D'autres sites des Etats-Unis ont donné heu à des projets analogues, mais plus modestes, par exemple à Minneapolis, mais aucun autre dans le monde, à l'exception du projet Kierans à St Jean, Terre Neuve, 1979, où le lotissement de l'intérieur d'un relief s'étend a trois dimensions).

Le passage des piétons sous les large avenues n'est guère apprécié s'il n'est pas associé au métro ou égayé de boutiques (nombreux exemples en Europe de l'Est), ce qui rejoint le modèle des centres commerciaux japonais presque tous liés aux noeuds majeurs de correspondances ferroviaires (des escaliers mécaniques fiables sont un préalable important), Au contraire les carrefours routiers dénivelés, nombreux à Pari Les rnusées offrent les exemples récents depuis 1931, Porte Dauphine), sont strictement réservés aux véhicules.

On pourrait dater les temps modernes de la conférence "Rockstore" à Stockholm en 1977, où les urbanistes rencontrent les spécialistes des centrales hydroélectriques souterraines et du stockage souterrain de pétrole et de gaz : tout apparaît possible, et pourtant fl faudra attendre les tunneliers à front confiné pour intéresser les villes à sous-sol difficile. A Paris, sous l'impulsion notamment du Préfet Maurice Doublet, le "Périf" passe sous les Bois, et les Halles reprennent le premier rang mondial en matière de centre commercial souterrain (grâce au croisement des deux lignes A et B du métro express, aux parkings, et près de 5 km de voirie souterraine).

En 1987 apparaît le concept LASER (fig. 4), réseau à péage pour véhicules légers, à chaussées superposées dans un tube creusé au tunnelier). La Ville de Paris repousse le réseau intérieur car les parisiens craignent l'afflux incontrôlable des véhicules venant des banlieues, et retient le doublement en souterrain du Périphérique sud. Mais les Hauts-de-Seine d'abord (MUSE) puis la Région Île de France (Orbitale) sont aujourd'hui demandeurs de réseaux routiers souterrains.

Les années 90 sont consacrées en priorité aux voies ferrées urbaines (jonction centrale du RER D, jonction EOLE entre les réseaux Est et Saint Lazare, métro automatique Météor), alors que le projet MUSE doit inclure un transport en commun. Les "stations" de ces réseaux pourraient comprendre d'autres aménagements souterrains. Dès maintenant les-travaux d'EOLE comportent des parties communes avec des propriétaires riverains.

La Charte d'Athènes avait prôné la dalle, espace à vivre en plein air, à quelques mètres au-dessus d'un sol désormais caché, mais dont le dessous sert à la circulation automobile et aux autres réseaux, en fait un véritable étage technique. Les exemples réalisés n'ont pas toujours eu la faveur du public (ainsi à Paris, le Front de Seine, en raison peut-être d'un entretien mal assumé). La Défense a fait mieux, mais la gestion qui est encore assurée par l'aménageur public, EPAD, devra être reprise un jour par les communes de Nanterre et Puteaux,

La couverture des voies ferrées, timide d'abord pour diverses voies en tranchées (Boulevard Péreire), devient triomphante à la Gare Montparnasse puis demain à Tolbiac-Masséna, en attendant la couverture de grandes voies routières (Porte Maillot ?). Plutôt qu'aux gares déjà citées, cette couverture s'apparente à celle des cours d'eau. le Furan à Saint Etienne, le Paillon à Nice, la Vilaine à Rennes.

De plus en plus souvent les ponts et viaducs sont contestés pour leur occupation abusive de l'espace aérien ; ils sont trop nombreux et trop dissemblables, tant sur la Marne à Nogent que sur l'East River à New York. On leur préfère donc les traversées par dessous (ainsi récemment A 86 à Nogent) malgré un coût plus élevé. Contrairement aux exemples du métro de Chicago et des autoroutes de Tokyo (plus de 120 km), les voies urbaines surélevées sont restées peu nombreuses en France (ainsi le viaduc inachevé de A 14 à l'ouest de la Défense vient-il d'être démoli ; il est remplacé par un tunnel, à l'image de l'autoroute centrale de Boston).

Le 16 mars 1994 le Roi de Suède est venu présider un séminaire à l'Institut de France pour comparer le projet de périphérique de Stockholm, largement souterrain et très discuté dans son pays, avec les projets de la région parisienne, et particulièrement avec MUSE (on notera que le projet de périphérique nord de Lyon est d'ores et déjà engagé).

3. PROBLEMES DES RESEAUX, ANARCHIE, ACCIDENTS, TRAVAUX, ETC.

Les réseaux classiques (fig. 5) sont au bord de l'asphyxie, il n'y a plus d'espace près de la surface pour en assurer les renforcements, a fortiori pour en accepter de nouveaux ; les concurrents modernes et surtout les plus encombrants doivent passer plus bas, de plus en plus bas encore faut-il y accéder.

Ajouter un escalier mécanique à une station de métro (ainsi rue de Rennes Paris) oblige à dévier l'égout au plus près des fondations d'immeubles et à déplacer maintes canalisations électriques et téléphoniques. La nouvelle ligne Météor croise le RER B au sud immédiat des Halles et tangente le RER A à la Gare de Lyon; la ligne D est plus difficile encore à insérer. De même les bretelles d'accès des futures autoroutes urbaines souterraines seront difficiles à implanter.

L'encombrement gagne la profondeur lorsque plusieurs lignes se croisent (fig. 6) ; entre Châtelet et Gare de Lyon @ y a désormais 7 tubes différents, métros MI. M7 et Météor, métro express A et D (2 tubes chacun), croisés par les 4 tubes de M4, Ml 1 et RER B) ; si quelques uns de ces tubes sont localement jumelés ils sont plus souvent . assez écartés et neutralisent donc parallèlement à la Seine une bande large d'environ 300 m (comme si les voies ferrées d'un triage avaient été disposées au hasard, sans le souci d'économiser l'espace au sol).

De même qu'une route ou immeuble a besoin de fondations, tout tunnel ou ouvrage souterrain est entouré d'un volume de terrain qui lui tient lieu de fondation, et qui assure aussi la fondation de la surface. Les ouvrages isolés "consomment" donc davantage de place que des ouvrages contigus.

La vétusté des réseaux, la méconnaissance de leur position exacte, et parfois même de leur statut, sont à l'origine d'incidents nombreux et parfois d'accidents catastrophiques : à Pontoise (rue Thiers, en 1987) une fuite d'eau a ainsi érodé des galeries et carrières anciennes, provoquant plusieurs fontis et des dégâts à des immeubles ; à New York le 25 août 1972, une conduite d'eau primaire a inondé le carrefour de Broadway avec la 5ème Avenue, causant l'arrêt de toute circulation en surface et dans le métro.

L'AUA, American Underground Space Association a publié (fig, 7) un tableau des catastrophes survenues en deux ans en Amérique du Nord, la plus meurtrière à Guadalaraja. Mexique. Pour ses enseignements multiples. l'inondation de Chicago mérite d'être sommairement décrite ici : Le 23 avril 1992 les sous-sols de 90 tours de bureaux du centre ont été brutalement inondés, leurs systèmes électriques mis hors service (éclairage, ascenseurs, climatisation, etc) ainsi que leurs liaisons télématiques. Quinze immeubles sont restés fermés plus d'une semaine. Les deux lignes de métro du quartier ont été arrêtées pour inspection et travaux (Parkinson, 1993).

La figure 8 donne le plan d'un ancien réseau de galeries, long de 64 km, reproduisant fidèlement à 12 m de profondeur le quadrillage des rues, aménagé peu avant 1900 pour le transport sur voies decauville (de marchandises, charbon, ordures ... ). Après l'abandon de ce transport, la ville a concédé l'usage du réseau aux compagnies de télécommunications, ce qui est un bon exemple de réutilisation.

Après 1949, deux lignes de métro ont été transférées en souterrain dans ce quartier, au même niveau que le réseau existant, par substitution et agrandissement ; ceci a nécessité l'obturation des galeries perpendiculaires par 89 bouchons ; huit liaisons ont été rétablies pour les câbles, deux par dessus le métro, six par dessous.

Pendant l'hiver 1991-92, un chantier de pieux au bord de la rivière a fissuré une galerie. L'entrepreneur ignorait la position des galeries, qui ne sont pas sur les plans publics car elles donnent accès à des installation sensibles !). Les services de la ville ont préparé un projet de réparation, mais ont méconnu le risque d'aggravation de la fuite, la rupture est survenue avant l'ouverture du chantier.

Les dégâts, réparations et autres conséquences on été estimés à une dizaine de milliards de francs.

La vulnérabilité du sous-sol en face des catastrophes, naturelles ou non, est très variée : la menace des inondations est bien connue (ainsi les parcs de stationnement de Nîmes le 3 oct. 1988) ; au contraire les effets des secousses sismiques et des retombées volcaniques sont atténués (encore que le séisme de Kobé en janvier 1995 ait détruit une station de métro enterrée); les glissements de terrain n'affectent que les pentes ; les fontis menacent non seulement là où des dissolutions sont possibles, mais aussi au-dessus d'ouvrages souterrains oubliés, mines, carrières ou tronçons de réseaux (affaissement à Clamart il y a 30 ans, fontis sous le TGV Nord, et même combustion de couches de charbon à Saint-Etienne) ; sans oublier la pollution des sols par diverses décharges et industries (anciennes usines à gaz, raffineries, etc.).

Bien d'autres causes d'insécurité sont classiques, l'incendie, les agressions (trop de recoins mal éclairés), le terrorisme ; ainsi l'attentat du Port of New York Authority, le 26 fév. 1993, explosion d'une voiture piégée dans un parking souterrain, et en mars 1995 le sarin dans le métro de Tokyo illustrent la vulnérabilité du sous-sol aux attaques humaines.

Enfin un inconvénient majeur de l'exploitation des réseaux superficiels est l'ouverture trop fréquente de tranchées au long des rues et trottoirs (y compris en travers), qui gênent les usagers et surtout les riverains; les conditions de circulation ont permis cette pratique qui n'est plus admissible aujourd'hui. Les municipalités tentent de réglementer les interventions. mais sans grand succès, tellement sont fortes les (mauvaises) habitudes prises par les concessionnaires. On a noté que la plupart des défauts constatés sur les réseaux de conduites et d'égouts sont attribuables à des malfaçons, soit à la construction soit au cours d'interventions ultérieures (contrôle insuffisant à la pose, vérification impossible dès que la tranchée est refermée).

Heureusement les nouveautés techniques viennent au secours des édiles les tunneliers permettent de supprimer la plupart des puits de travaux; les rnicrotunneliers et autres techniques "sans tranchées" évitent l'ouverture des chaussées, y compris pour l'entretien et les réhabilitations.

Evidemment les ouvrages souterrains se prêtent moins bien à modification ou agrandissement que leurs équivalents en surface; ainsi les tunnels sont plus difficiles à élargir que les ponts et surtout que les routes, on préférera les doubler. Lorsqu'on implante un tunnel, il est donc utile de prévoir son doublement ultérieur.

4. COORDINATION DES RESEAUX ET GESTION DU SOUS-SOL

La coordination des branches et annexes d'un même réseau (ainsi les couloirs et correspondances entre lignes de métro) ne peut s'exercer pleinement lorsque la construction s'étale sur des décennies ; les technologies changent, les besoins aussi : les accès et correspondances acceptables au début du siècle sont devenus dissuasifs pour beaucoup d'usagers. Le RER d'abord, et demain Meteor soulignent l'obsolescence d'un métro resté "1900" par certains aspects.

Problème moins connu du public, les stations terminus d'autrefois ne réservaient pas toujours l'amorce d'un prolongement, au contraire de Météor dont on sait que les deux stations extrêmes sont provisoires. La synergie récente entre les transporteurs publics joue à plein dans les aménagements des gares d'Eole et de Meteor.

Il est toujours difficile de coordonner des ouvrages à réaliser sur une longue durée, ainsi un emplacement pour station de métro a été réservé à la Défense sous le centre commercial des Quatre temps, mais lorsque la ligne 1 a été enfin réalisée, c'est un autre emplacement qui a été préféré ; de même la place d'une ligne RER F reliant Montparnasse à Saint Lazare est réservée au voisinage de EOLE et Météor, mais on ne sait pas si cette ligne sera exécutée selon les plans actuels.

Coordonner des réseaux différents est plus difficile encore : Paris avait pris un bon départ, en plaçant dans les égouts nombre de conduites et de câbles (ils sont visitables, ce qui permet le montage et l'entretien, et surtout ils donnent accès à chaque immeuble). Il ne reste guère que les réseaux qui dépendent directement de la Ville, l'eau brute, l'éclairage des rues et la signalisation des carrefours (exception l'air comprimé) ; les autres concessionnaires ont pris leur liberté ou ont été priés de s'installer ailleurs, le téléphone n'a abandonné les égouts et les carrières que depuis 1970.

L'espace disponible dans les 1600 km d'égouts visitables de Paris est à nouveau très convoité : des liaisons télématiques privées, puis les opérateurs du "câble" et depuis deux ans le réseau de climatisation préfèrent payer à la Ville une redevance modeste plutôt que construire des tranchées.

En vérité les galeries communes à plusieurs réseaux (appelées galeries techniques, et aux Etats-Unis utilidors) sont assez rares au niveau mondial : Fairbanks, Alaska, quelques quartiers neufs ou rénovés à fond, (ainsi à Bruxelles, à Besançon, et tout récemment à Paris-Tolbiac) ; font exception des campus universitaires, et plus récemment des parcs d'attractions (Eurodisney Paris), deux cas où règne un maître d'ouvrage unique.

Dans la plupart des villes chaque concessionnaire à son réseau ; chacun apprécie d'être seul maître chez lui, de prendre ses décisions d'investissement ou de réparation sans avoir à s'accorder avec d'autres, et d'éviter toute influence. L'eau potable craint le voisinage d'eaux "usées", le gaz craint les étincelles et courts-circuits électriques, l'électricité les fuites de vapeur, l'eau réfrigéré doit s'écarter du chauffage, la liste des incompatibilités supposées est bien connue mais des solutions éprouvées existent.

Mais le dogme d'une séparation totale ne suffit pas à excuser les errements en vigueur, c'est-à-dire le développement des réseaux sans plan préconçu ni prévision de l'avenir. C'est la responsabilité de la Ville que d'harmoniser l'occupation du sous-sol par les réseaux.

Les exemples de jumelages localisés sont nombreux en surface et au-dessus un obstacle par lorsque la route franchit un pont, d'autres réseaux la suivent, ainsi le métro sur la Seine à Neuilly et sur la Paramatta à Sydney; de même les câbles et conduites sont nombreux à emprunter les ponts. Les tunnels mixtes sont plus rares en raison du gabarit limité en hauteur : on citera les tunnels immergés à voies multiples, route et fer, parfois cycles et piétons, et le projet MUSE (déjà évoqué, il devrait associer transport en commun et trafic routier à gabarit limité) Le télégraphe franchit souvent les reliefs par dessus quand la voie ferrée s'enfonce en tunnel. A Paris, pour franchir la Seine, Fiance Télécom a préféré la galerie au pont, parce qu'elle est moins vulnérable aux accidents et sabotages (tant galerie en site propre que fourreaux dans un tunnel de métro).

L'occasion de mettre les réseaux en ordre est parfois fournie par un ouvrage nouveau, ainsi à Boston le remplacement d'un long viaduc autoroutier par une autoroute souterraine ; l'ensemble des câbles et conduites a été regroupé sur les deux côtés, avec un minimum de franchissements du nouveau tunnel.
Souvent c'est l'aménagement d'un important quartier nouveau, hier à Bruxelles, à Besançon et à. la Défense, demain à ToIbiac-Masséna, qui permet d'imposer la galerie technique aux concessionnaires, non sans problèmes juridiques. L'expérience Belge mérite d'être citée avec quelques détails : sous les routes
d'Etat (= nationales) l'Etat avait le pouvoir d'imposer sa volonté ; la gestion a été confiée à l'opérateur national de télécom, seul unifié à l'échelle nationale. Les Belges reconnaissent aussi qu'ils n'ont pas su saisir l'occasion des travaux du métro pour élargir leur expérience, sauf très localement ; le TGV pourrait leur fournir une nouvelle occasion.

On peut aller plus loin : tout ouvrage souterrain important, nouvelle ligne de métro, voie routière, mais aussi parking ou simplement nouvelle conduite de grand diamètre, devrait être une occasion privilégiée d'ouvrir et d'équiper des espaces mitoyens (fig. 9), voire seulement d'accéder provisoirement à des espaces profonds. Et pourquoi ne pas relier entre eux les parcs de stationnement, qui joueraient le rôle trop souvent dévolu aux "contre- allées" ?

On peut soutenir aussi que tout espace urbain libre, même pour peu de temps, est une occasion à ne pas manquer de placer quelque chose dessous, tant qu'il est temps ; pourtant il n'y a presque rien de souterrain sous les parcs de Bercy et de Javel.

5. VALEUR DU SOUS-SOL

L'offre d'espace souterrain varie dans l'espace, avec la géographie ; géographie physique, la Nature, puisque le relief et la structure géologique offrent des sites privilégiés ; géographie humaine,
puisque l'occupation de la surface offre plus ou moins de facilité d'accès au sous-sol. Elle varie dans le temps avec les Progrès de la technologie et l'évolution des perceptions du souterrain par l'homme.

Les reliefs urbains fournissent des volumes de terrain accessibles de niveau qui éliminent un grand nombre des inconvénients physiques et psychologiques attachés au sous-sol, drainage par gravité, pas besoin d'énergie pour sortir, etc. Les parcs et jardins (fig. 10, Duffaut et Huet, 1989), les cours (de casernes, d'écoles, d'hôpitaux, etc.) offrent l'accès à un sous-sol privilégié.

Dans le même esprit les plate formes aéroportuaires offrent un volume extraordinaire d'espace souterrain
au voisinage immédiat des plus grands carrefours modernes des affaires (un gisement d'espace constructible complètement négligé jusqu'à présent).

Si la valeur du tréfonds public est comptée pour zéro, rien n'incite à économiser l'espace, les concessionnaires sont fondés à s'étaler librement. Sous les domaines privés un transfert de propriété est nécessaire. au moins pour les "gros" ouvrages (certains services publics bénéficient de servitudes).

L'indemnisation des propriétaires par les compagnies de métro suit un barème décroissant avec la profondeur, et devient symbolique ou nulle au-delà de 30 m.

Un travail espagnol (Riera et Pasqual, 1992) propose de faire entrer la valeur de l'espace occupé dans les comparaisons entre différentes solutions techniques. Il s'agissait en 1989 de desservir le site olympique de Barcelone le long d'une voie nouvelle de 25 km par 20 circuits électriques 25 kV et 20 fourreaux pour téléphone. A la solution initiale de six tranchées parallèles en première phase (et autant pour une extension ultérieure), un unique tunnel commun a été préféré, en raison d'abord de l'économie d'espace. En sus il fournit la place pour les extensions prévues il assure des économies sur l'entretien, les réparations et le remplacement (à 30 ans) ; enfin il évite aux usagers toute ouverture de tranchée.

Pour attribuer une valeur au terrain, les auteurs ont pris comme référence le rendement d'un parc de stationnement souterrain (ils ont trouvé 560 F/m²).

En résumé le sous-sol est une ressource méconnue, tant des particuliers, peu susceptibles de la mettre en valeur, que des collectivités, qui en négligent les chances d'avenir. Faute d'une offre clairement définie, la demande est timide. Parmi les raisons de cette timidité, la mauvaise image des travaux souterrains, supposés toujours longs et chers, aléatoires, voir dangereux.

6. L'AVENIR DE L'URBANISME SOUTERRAIN

LES VISIONNAIRES D'HIER

Sitôt après la première guerre mondiale, la ville de Paris avait envisagé un réseau d'autoroutes souterraines: Edouard Utudjian en a précisé le projet vers 1935 avec l'aide de spécialistes du terrain (Jean Kérisel) ; un peu plus tard Paul Maymont a remarqué l'intérêt d'un large domaine public inoccupé, traversant Paris de part en part ; il a proposé l'équipement complet du sous-sol de la Seine en voies routières, parkings et autres activités (fig. 11). Avec une largeur de la Seine de 150 à 200 m sur 12 km de longueur, la surface approche 2 km², et avec une dizaine d'étages, le volume utile équivaut à celui du bâti d'un arrondissement entier !

LES VISIONNAIRES MODERNES

Pour remédier à l'absence de terrain constructible à Saint John, Terre Neuve, Kierans (1979) a proposé e lotir systématiquement l'intérieur d'une colline de 120 m d'altitude, à la façon d'un Kansas City multi étages; si les volumes excavés sont tous identiques (et strictement alignés suivant les trois directions) les fonctions attribuées sont différenciées : universités et administrations en haut, industrie et stockages en bas. Les déblais servent à construire les digues d'un port en eau profonde.

Comme modèle d'infrastructure urbaine, Birkerts (1984, fig.12) propose une mégastructure linéaire (largeur au moins 100 m sur 3 à 6 étages), abritant les espaces industriels et de stockage et tous les réseaux : la dalle supérieure pourrait porter les habitation, bureaux et commerces, tout en réservant l'essentiel de la surface aux sports et à la verdure.

Vandersteel (1993, fig. 13) propose Subtrans, un système de transport de marchandises en pipelines de diamètre 2 m placés sous le terre-plein central des autoroutes. Son étude établit que 90¨% du fret pourrait être placé en colis informatisés (qui prendraient les correspondances comme les bagages dans les aéroports les plus modernes). Il estime que le coût de transport sera divisé par deux, la sécurité et la régularité renforcées et le réseau routier enfin laissé aux véhicules légers. Ce qu'il ne dit pas c'est que les tunnels routiers pourront se développer davantage en l'absence des camions.

Ces exemples montrent la vertu de l'imagination. Une simple extrapolation des tendances actuelles ne peut donner une image valable du futur; des idées nouvelles apparaîtront, qui pourront s'imposer en quelques dix ou vingt ans ; en urbanisme, les visionnaires sont indispensables pour dépasser les points de vue étroits des techniciens et des économistes?

RETOUR EN FRANCE

Les études du concept LASER se poursuivent, il devrait trouver une première application sur A 86 entre Rueil et Versailles, en attendant le doublement du Périphérique sud. MUSE pourrait suivre, avec ou sans jumelage de transports individuels et en commun. En effet le projet fait cohabiter dans le même tube des voies dont les contraintes de tracé sont différentes, non seulement les rampes et les courbes, mais surtout les points desservis (dont les accès de voitures peuvent s'écarter, mais non les tarins).

COMMENT SURMONTER LA BARRIERE PSYCHOLOGIQUE ?

Les grands magasins sans fenêtres n'étonnent plus personne, les salles de spectacles sont aveugles, il n'y a donc pas d'obstacles insurmontables à offrir des commerces et des salles souterraines, où d'ailleurs les architectes savent de mieux en mieux éviter les réactions négatives (Chemetoff aux Halles, et de façon générale, Carmody et Sterling, 1993).

De même le métro a banalisé les transports souterrains et le train est un cadre rassurant qui ne met en cause ni l'obscurité ni la claustrophobie. Mais comment rendre les autoroutes souterraines acceptables pour les usagers, malgré la monotonie du tube et la faible hauteur du plafond ? Faute d'expérience de conduite de longue durée (jusqu'à 30 minutes, le double des plus longs tunnels existants qui sont au gabarit des camions), personne ne sait si c'est suffisamment sûr et confortable.

Pour supprimer le stress de la conduite dans un tube étroit, le dessin doit procurer quelques espaces vraiment élargis avec lumière du jour et autres liens physiques avec la surface par exemple grâce à des puits largement ouverts (fig. 14). Comme les autoroutes de surface fournissent des aires de repos et de services tous les 7-8 et 25-40 km, les autoroutes souterraines devraient fournir des aires plus rapprochées, avec stationnement?

CAS PARTICULIERS

Beaucoup de villes en bord de mer cherchent à éliminer la circulation le long des plages, alors que l'histoire et la géographie en ont fait un axe très chargé. Faute de rocher, c'est à une voie enterrée (sous une fausse dune ou une dalle-esplanade) que ces villes peuvent avoir recours ; ainsi l'exemple de Barcelone pourrait être suivi à Tanger, à Nice et en bien d'autres endroits.

La plupart des stations de montagne manquent d'espace, mais presque toutes disposent de reliefs rocheux. C'est un exemple exceptionnel de rencontre d'une offre avec une demande. En France Chamonix comme la Bérarde, Lourdes comme Gavarnie, Rocamadour comme Conques, à l'étranger Zermatt et bien d'autres pourraient bénéficier d'aménagements souterrains très importants, parkings, traitement des eaux, postes électriques, puis commerces et ateliers. Pour les transports en commun vers les sommets, les funiculaires souterrains se développent, et des installations hôtelières s'incrusteront un jour à flanc, voire en observatoire tout près du sommet (Pic du Midi ou Jungfrau, Labbé et Duffaut 1994, et TOS 128 p. 145).


CONCLUSIONS : LE SOUS-SOL, NOUVELLE BANLIEUE

Si l'usage du sous-sol pour l'assainissement et le transport a pu être une idée novatrice il y a un siècle, l'image des "intestins" de la ville (selon Haussmann lui-même) est définitivement dépassée. Le sous-sol assure aussi des fonctions "nobles", par exemple théâtres, musées, et bibliothèques. Et il est à même de jouer le rôle de zone de service de la surface, comme une nouvelle banlieue. Comme jadis en banlieue, tout espace libre est menacé de la même évolution inconsidérée, non coordonnée, donc anarchique, qui obère son avenir. Plus fragile et vulnérable qu'on ne croit, le sous-sol paraît une réserve d'espace illimitée, jusqu'au moment où il est sur encombré, tout particulièrement près de la surface, rapidement colmatée par un lacis impénétrable de réseaux. Comme dans d'autres domaines on passe sans transition de l'économie de cueillette à la pénurie.

INTÉGRATION SURFACE-SOUS-SOL

Par rapport à la ville, les réseaux urbains jouent le même rôle structurant que les réseaux nationaux pour l'aménagement du territoire (et que les gaines techniques dans les immeubles et appartements). Les réseaux majeurs, donc les réseaux de transport, fournissent souvent le germe d'un urbanisme souterrain, ainsi à Montréal la cicatrice de la tranchée de chemin de fer a fourni le germe du Montréal souterrain, qui a débuté en 1962 place Ville-Marie (et a pris une ampleur nouvelle cinq ans plus tard avec le métro et ses accès multiples (Besner, 1992). Cette image, annoncée dès le titre de l'article, est valable pour toute ville, à toute échelle.

Il n'y a pas lieu d'opposer urbanisme souterrain et urbanisme de la surface. L'apparente dualité provient d'une aberration dûment signalée par Edouard Utudjian : l'étude des plans à deux dimensions seulement (1952). L'urbaniste de la surface a rarement l'occasion de superposer les diverses fonctions urbaines, ce que devra faire l'urbaniste souterrain.

Comme l'a souligné Pierre Sertour dans un récent colloque, le niveau de référence de la ville n'est plus le terrain naturel, qui tend à disparaître au bénéfice des dalles et des voies surélevées ou décaissées, La ville prend de l'épaisseur, y compris dans son infrastructure.

GOUVERNER, C'EST PRÉVOIR :

La responsabilité des maires leur impose une vue globale et prospective, la discipline des services et concessionnaires de réseaux suivra ; plusieurs conditions sont nécessaires :

Cartographier la réalité est une nécessité impérieuse ; si la superposition des réseaux rend difficile la lecture des cartes, une base de données dans l'espace permet de visualiser toutes les coupes utiles à I'implantation d'un élément nouveau. Il "suffit" d'imposer aux services et concessionnaires l'usage de systèmes compatibles. A l'ère des images virtuelles, il serait vraiment anormal que les communes n'aient pas une image réelle de leur sous-sol.

Pour tout nouvel ouvrage (ou changement majeur) il faudrait rechercher la solution la plus économe en espace, imaginer les croisements et connexions futures entre lignes et réseaux et les extensions, ménager la place nécessaire, et dépasser les habituels clivages entre concessionnaires,

En conclusion finale, le développement du sous-sol prend son essor ;
pourvu que quelques précautions soient prises, le sous-sol est appelé à devenir une partie vivante de la Ville.

REFERENCES

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Barles S., 1992b ; The rise of underground town-planning: Edouard Utudjian ; CR. 5th Int. Conf. Underground space and earth sheltered structures, Boyer L. éd.; Delft Uriiv. Press.

Besner J., 1992 ; Le Montréal souterrain ; Actualité Immobilière, Univ. du Québec, p 418.

Birkerts G., 1984 ; Harnessing the XXIth century: Subterranean Urban Systems; Underground Space 8-1 p 44-51.

Brégeon J., 1983 ; Introduction à l'aménagement du sous-sol; Thèse, Univ. de Provence, Marseille.

Carmody J. et Sterling R., 19 93 ; Underground Space Design; Van Nostrand Reinhold, New York.

Cébron de l'Isle P, 1989 ; Une touche d'histoire, les eaux de Paris à la fin du XVIIIè siècle; T S M-L'Eau, janv. p 45-48.

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Duffaut P et Labbé M., 1994 ; Underground Utilities and other uses of urban Subsurface Space; Seminario Tecnologias urbanas avanzadas, Tubsa, Barcelone.

Gillis D., 1984; Infrastructure: the revitalizaton of Public Works ; Underground Space, 8-1, p 7-12.

Hénard, 1903 ; Etudes sur les transformations de Paris et autres écrits sur l'urbanisme (rééd. L'Equerre, 1982).

Kierans T. W. 197 9 ; Si John's Harbour's South Side Hills internal development concept, or going underground for multi-use space Underground Space, 3-5, p 229-241.

Labbé M. et Duffaut P, 1994 ; Underground Summit Hotel Project, Benefits of Underground Space inside Hilltops ; CR. Int. Symp. Underground Openings for Public Use, Broch E. et al, éd., p 521-532.

Parkinson F, Femandez J. et Westfall D., 19 93 Impact of the freight tunnel flood on the Chicago Transit Authority subway tunnels ; Proc RETC, Boston, Bowermann L. et Monsees J. éd, SME, Littleton.

Perrin J. M., 1994 ; Les travaux souterrains à Paris; Mines & Carrières, juillet, p 41-44.

Riera P et Pasqual J., 1992; The importance of urban underground land value in project evaluation : a case study of Barcelona's utility tunnel ; Tunnelling & Underground Space Technology, 7-3, p 243-250,

Utudjian E., 1932 (réed 1952) ; L'urbanisme souterrain; Que sais-je ? PUF, Paris.

Vandersteel W, 1993; The future of our transportation infrastructure: Subtrans ; AUA News, 8: 1.

 

Liste des figures (voir la revue)

Fig. 1 - La rue de service souterraine de Hénard (1903) en plan et coupe, avec les voies decauville desservant chaque sous-sol d'immeuble pour le transport du charbon, des ordures et des marchandises lourdes.

Fig. 2 - La patinoire souterraine de Gjövik Norvège, portée 61 m sans appui intermédiaire.

Fig. 3 - Entrepôts souterrains à Kansas City sur des kilomètres carrés de carrières.

Fig. 4 - Coupe du tube LASER à deux chaussées superposées (d'après document GTM)

Fig. 5 - L'encombrement des réseaux sous un carrefour de San Francisco, Etats-Unis (Carmody et Sterling, 1993).

Fïg. 6 - Les onze tunnels de métro et du RER entre le Châtelet et la Seine à Paris (d'après doc. RATP)

fïg. 7 - Tableau de catastrophes liées aux réseaux en 1992 et 1993 en Amérique du Nord (origine, AUA News).

Fïg. 8 - Plan des galeries de fret de Chicago, du métro, des barrages et connections, et du point d'entrée de l'eau (Parkinson et al, 1993).

Fig. 9 : Esquisse de l'espace public d'échange entre divers équipements souterrains, voirie, parcs de stationnement, métro, RER C, commerces, activités sportives et culturelles, galeries et services techniques, inspirée de la future gare Tolbiac-Masséna en construction (Monique Labbé).

Fig. 10 : Utilisation du sous-sol d'un parc (Duffaut et Huet, 1889).

Utilisation du sous-sol

Fig. 11 : Utilisation du sous-sol de la Seine à Paris (Maymont).

Fig. 12 : Schéma du "conduit" de Birkerts (1984), véritable colonne vertébrale urbaine.

Fig. 13 : Schéma du transport de fret conteneurisé en tubes sous le terre-plein central des autoroutes, Subtrans (Vandersteel, 1993).

Fig. 14 : Exemple de puits de lumière latéral à une voie routière souterraine (Monique Labbé).