22.06.2023 – Lors de la planification de tunnels ferroviaires, la section transversale projetée a un impact important sur les coûts et sur la consommation d’énergie, aussi bien pendant la phase de construction que pendant l’exploitation. L’OFT a développé un outil de calcul qui aide les experts ingénieurs et planificateurs à optimiser le dimensionnement de la section projetée.
Dans les années à venir, d’importants projets de nouveaux tunnels ferroviaires seront mis en chantier en Suisse, par exemple le tunnel de Brütten ou le tunnel de base du Zimmerberg II. Compte tenu des sommes investies, qui s’élèvent à plusieurs milliards de francs, chaque décision relative au projet revêt une importance considérable. Cela vaut tout particulièrement pour le dimensionnement de la section du tunnel.
Du point de vue de l’exploitation future, il est plutôt judicieux d’avoir une grande section de tunnel. En effet, dans les tunnels hauts et larges, le train rencontre moins de résistance de l’air et consomme donc moins d’énergie de traction. Du point de vue de la construction, en revanche, une plus faible section présente des avantages, car les besoins en matériaux et donc les coûts de réalisation sont moindres.
Par ailleurs, d’autres facteurs peuvent jouer un rôle important pour décider de la section du tunnel : la consommation d’énergie pendant la phase de construction et les émissions de gaz à effet de serre sont des paramètres pertinents. Pour la phase d’exploitation, la longueur du tunnel, les types de transport (voyageurs ou marchandises) et la vitesse des trains, entre autres, doivent être pris en compte dans la décision.
Jusqu’à présent, il n’existait aucune méthode scientifiquement reconnue permettant d’intégrer ces différents facteurs dans la prise de décision et de les mettre en balance afin d’examiner la section transversale et de choisir la meilleure variante possible. L’OFT a désormais comblé cette lacune. Dès la mi-juin 2023, un outil de calcul sera disponible sur le site Web de l’OFT. Il permet aux ingénieurs de déterminer la section optimale d’un tunnel lors de la phase de planification et d’étude de projet. Outre les coûts et la consommation d’énergie, l’outil tient notamment compte des émissions de gaz à effet de serre sur l’ensemble du cycle de vie. Il reste une inconnue : l’évolution des coûts de l’énergie et des émissions de gaz à effet de serre pendant la durée de vie d’environ 100 ans de l’ouvrage.
Les premiers résultats obtenus par les experts de l’OFT sur la base de données réelles en termes de coûts et d’énergie de cinq projets de tunnels différents par leur nombre de voies et leur méthode de construction sont instructifs : ils montrent que c’est clairement la phase de construction qui coûte le plus cher. L’énergie et les émissions de gaz à effet de serre ne représentent qu’une faible part des coûts en raison de leur niveau de prix relativement faible. Ce n’est que lorsque les prix de l’électricité sont nettement plus élevés (> 30 ct/kWh) que les coûts énergétiques impactent le total des coûts. La conclusion à en tirer est la suivante : en règle générale, la plus petite section conforme aux normes est aujourd’hui économiquement la plus avantageuse. Du point de vue de la consommation d’énergie, il faut en revanche privilégier une section plus grande, car c’est la phase d’exploitation qui prédomine.
L’outil de l’OFT a déjà eu une influence tangible sur un projet : la section libre des deux tubes à une voie du tunnel de base du Zimmerberg II a été réduite de 54 à 42 mètres carrés, ce qui s’est répercuté positivement sur les coûts.
