Fiche technologique : Implantation des fouilles pour les pylônes portiques autoportants de LEA 330-500 kV

La présente fiche technologique a été élaborée pour garantir une approche standardisée de l'implantation des fouilles destinées aux pylônes portiques autoportants en béton armé, utilisés sur les lignes électriques aériennes de tension 330-500 kV. Elle s'applique aux types de pylônes intermédiaires, y compris, mais sans s'y limiter, les PB 330-7N, PB 500-5N et PB 500-7N. Elle constitue le document de référence principal pour l'exécution des travaux topographiques d'implantation des axes de projet et des centres de fondations sur le site de construction.

Le document est destiné au personnel d'ingénierie et technique, aux géomètres-topographes, aux chefs d'équipe et aux contremaîtres, responsables de l'organisation et de l'exécution des travaux d'implantation. Ses dispositions sont applicables à toutes les phases de la production de la construction précédant les travaux de terrassement pour la mise en place des fondations de pylônes.

L'utilisation de cette fiche contribue à l'uniformisation des processus de travail, à l'amélioration de la précision et de la qualité des travaux topographiques, ainsi qu'à la garantie de la sécurité au travail sur les chantiers de lignes électriques à haute tension. La fiche peut également servir de base pour l'élaboration de Projets d'Exécution des Travaux (PET) sur des sites spécifiques.

1Piquet de station : Une marque principale, généralement un piquet en bois ou en métal, enfoncé dans le sol pour définir le point de référence principal pour l'implantation, généralement sur l'axe de la LEA.

2Centre de la fouille : Un point marqué, souvent un piquet ou une borne, indiquant le centre précis de l'excavation prévue pour la fondation du support.

3Côté du triangle de cordes : L'un des trois côtés d'un triangle géométrique, généralement une corde ou un ruban de mesure, utilisé dans la méthode du rapport 3:4:5 pour établir des lignes perpendiculaires pour l'axe transversal lorsque le théodolite n'est pas disponible.

4Côté du triangle de cordes : Un autre côté du triangle géométrique de cordes, faisant partie du rapport 3:4:5 pour un traçage précis à angle droit.

5Côté du triangle de cordes : Le troisième côté, ou l'hypoténuse, du triangle de cordes, complétant le rapport 3:4:5 pour assurer l'alignement perpendiculaire précis de l'axe transversal par rapport à l'axe de la LEA.

6Borne d'axe : Une marque, généralement un piquet en bois ou en métal, utilisée pour définir et sécuriser l'alignement de l'axe principal de la ligne électrique aérienne (LEA) et de l'axe transversal perpendiculaire, s'étendant au-delà de la zone immédiate de la fouille.

Avant de commencer les travaux d'implantation des fouilles, un ensemble de mesures préparatoires doit être réalisé au piquet. Ces travaux comprennent l'étude détaillée de la documentation du projet, incluant le plan général, les schémas d'implantation des pylônes, les cotes de projet et les spécifications des fondations. Une attention particulière doit être portée à la présence et à la vérification de l'actualité des points de référence géodésiques (repères) sur le site de construction.

La zone de travail doit être dégagée de tout objet étranger, arbuste, hautes herbes et autres obstacles susceptibles d'entraver le fonctionnement des instruments topographiques ou le déplacement du personnel. Si nécessaire, une petite surface autour du piquet de station doit être nivelée pour assurer une surface plane pour l'installation du théodolite et faciliter l'exécution des mesures.

Il est également nécessaire de s'assurer de la disponibilité de tous les outils et matériaux requis, spécifiés dans la section 6 de la présente fiche. Tous les instruments de mesure doivent être vérifiés et disposer de certificats d'étalonnage valides conformément aux normes internationales, par exemple, ISO 17123. L'équipe doit être instruite sur les consignes de sécurité et disposer d'équipements de protection individuelle. L'accès au piquet doit être assuré pour les véhicules et le personnel.

Le processus d'implantation des fouilles est exécuté séquentiellement et comprend la détermination, le report et la matérialisation sur le terrain des axes de projet de la ligne électrique aérienne, de l'axe transversal de la traverse du pylône et des centres de chaque fouille. La précision de ces opérations est cruciale pour la bonne mise en place des fondations et pour garantir la position théorique de l'ensemble de la structure du pylône.

Dans la première étape, il est nécessaire de définir et de matérialiser sur le terrain l'axe de la ligne électrique aérienne (LEA). Ce travail est effectué à l'aide d'un théodolite de haute précision ou d'un tachéomètre moderne (station totale, conforme à la norme ISO 17123) et de jalons topographiques. L'instrument est installé sur un point initial, et l'axe de la LEA est fixé par alignement avec des repères éloignés ou des repères préalablement établis. Ensuite, l'axe transversal du piquet, qui correspond à l'axe de la traverse du pylône, est reporté et matérialisé. Idéalement, cet axe doit être strictement perpendiculaire à l'axe de la LEA.

Après la détermination et la matérialisation des axes principaux, à l'aide d'un ruban en acier ou d'un décamètre, et conformément aux dimensions du projet, les centres de chaque fouille faisant partie du massif de fondation du pylône portique sont déterminés et matérialisés. Ces centres sont marqués par des piquets en bois ou des bornes d'axe. Pour garantir la précision, il est recommandé d'effectuer des mesurages de contrôle et des vérifications croisées de tous les points tracés.

**Remarque importante :** En l'absence de théodolite ou de tachéomètre, un triangle de cordes avec un rapport de côtés 3:4:5 peut être utilisé comme méthode alternative pour l'implantation de l'axe transversal du piquet (axe de la traverse). L'un des côtés adjacents à l'angle droit de ce triangle doit être aligné avec l'axe de la LEA, ce qui permet de construire une ligne strictement perpendiculaire. Cette méthode, bien que moins précise, peut être appliquée pour un tracé préliminaire ou dans des conditions d'accès limité à l'équipement spécialisé. Cependant, la vérification finale et la correction doivent toujours être effectuées à l'aide d'instruments topographiques plus précis.

1. 1. **Installation du piquet de station :** S'assurer que le piquet de station (n°1 sur la Fig. 1-1, si applicable) est installé conformément à la documentation du projet et qu'il sert de point de référence initial pour l'implantation.
2. 2. **Définition et matérialisation de l'axe de la LEA :** À l'aide d'un théodolite (ou d'un tachéomètre) et de jalons topographiques, reporter et matérialiser sur le terrain l'axe de la ligne électrique aérienne (LEA) par alignement. L'axe doit être indiqué par des repères temporaires (par exemple, des jalons ou des bornes d'axe n°6).
3. 3. **Report de l'axe transversal de la traverse (perpendiculaire à l'axe de la LEA) :** * **Méthode avec théodolite/tachéomètre :** Installer l'instrument sur l'axe de la LEA au point de projet du pylône, l'orienter le long de l'axe de la LEA, puis le faire pivoter de 90 degrés pour reporter l'axe transversal de la traverse. Matérialiser l'axe avec des jalons ou des bornes d'axe. * **Méthode du triangle de cordes (en l'absence de théodolite) :** Former un triangle de cordes avec un rapport de côtés 3:4:5. Le positionner de manière à ce que l'un des côtés adjacents à l'angle droit coïncide avec l'axe de la LEA préalablement matérialisé. L'hypoténuse et le deuxième côté adjacent à l'angle droit permettront de déterminer un point sur l'axe perpendiculaire. En utilisant ce point, prolonger la ligne pour former l'axe transversal de la traverse. Matérialiser avec des bornes d'axe.
4. 4. **Détermination et matérialisation des centres des fouilles :** À l'aide d'un ruban en acier ou d'un décamètre, et en se basant sur les dimensions du projet pour l'emplacement des fondations par rapport aux axes de la LEA et de la traverse, déterminer la position exacte des centres de chaque fouille (n°2 sur la Fig. 1-1).
5. 5. **Fixation des centres des fouilles :** Matérialiser les centres de fouilles déterminés avec des piquets en bois qui doivent dépasser la surface du sol d'une hauteur suffisante pour les travaux ultérieurs et pour les protéger de tout déplacement accidentel.
6. 6. **Mesurages de contrôle :** Effectuer des mesurages de contrôle pour vérifier l'exactitude de l'implantation : mesurages entre les centres des fouilles, entre les centres des fouilles et les axes, ainsi que les mesurages en diagonale. S'assurer que toutes les dimensions réelles correspondent à celles du projet, compte tenu des tolérances admissibles.

Pour garantir une haute qualité des travaux de construction et de montage et la conformité à la documentation du projet, un contrôle rigoureux doit être effectué à chaque étape de l'implantation des fouilles. Tous les instruments topographiques doivent être régulièrement vérifiés et étalonnés conformément aux exigences des normes (par exemple, ISO 17123 pour les instruments topographiques optiques et électroniques). Avant le début des travaux, ainsi que périodiquement pendant leur déroulement, il convient de vérifier la précision de l'installation des instruments et leur centrage.

La vérification de l'exactitude des axes reportés et des centres de fouilles doit inclure :

* **Position de l'axe de la LEA :** L'écart par rapport à l'axe de projet de la LEA ne doit pas dépasser ±10 mm sur une distance allant jusqu'à 50 mètres.

* **Position de l'axe transversal de la traverse :** L'angle entre l'axe de la LEA et l'axe transversal de la traverse doit être de 90° ± 5 secondes d'arc. L'écart des points sur l'axe transversal par rapport à la position de projet ne doit pas dépasser ±10 mm.

* **Position des centres des fouilles :** L'écart des centres des fouilles par rapport à la position de projet en plan ne doit pas dépasser ±15 mm. La vérification est effectuée par des mesurages de contrôle et des relèvements inverse à partir des repères initiaux.

* **Niveaux de projet :** Lors du report des niveaux (bien que non mis en évidence dans cette fiche, cela fait partie de l'implantation complexe), la tolérance sur l'écart vertical doit être de ±5 mm.

Tous les mesurages effectués et les résultats du contrôle qualité doivent être consignés dans la documentation topographique d'exécution (plans de récolement, procès-verbaux d'implantation géodésique), qui est signée par le géomètre-topographe responsable et le représentant du contrôle de la construction. Tout écart constaté dépassant les valeurs admissibles nécessite une correction immédiate et une nouvelle vérification. Les travaux d'implantation non enregistrés ou mal exécutés sont une raison de suspendre les étapes ultérieures de la construction.

Les travaux d'implantation des fouilles pour les pylônes portiques de LEA sont réalisés par une équipe spécialisée, dotée des qualifications et de l'expérience nécessaires. L'efficacité et la précision des travaux dépendent directement du professionnalisme du personnel et de la coordination de l'équipe. La composition de l'équipe est déterminée en tenant compte du volume de travail, de la complexité du terrain et des délais d'exécution.

**Composition de l'équipe :**

* **Géomètre-topographe / Chef de ligne électricien (grade 4-5) :** 1 personne. Responsable de la coordination générale des travaux, de l'exécution des mesurages instrumentaux précis (utilisation du théodolite/tachéomètre), du traitement des données et de la tenue de la documentation topographique. Exige un diplôme d'études supérieures ou techniques en topographie, ou une expérience d'au moins 3 ans dans un poste similaire, ainsi que la connaissance des principes des instruments topographiques et des méthodes de mesure.

* **Ouvrier / Électricien de ligne (grade 2-3) :** 1 personne. Exécute les travaux auxiliaires : installation et centrage des jalons, fixation des piquets et des bornes d'axe, nettoyage de la zone de travail, utilisation du ruban de mesure. Exige une expérience de travail dans la construction et la connaissance des consignes de sécurité.

**Indicateurs de productivité :**

Le temps de travail pour l'implantation des centres de fouilles pour un pylône portique s'élève à 0,053 homme-jour. Cet indicateur reflète le temps moyen nécessaire à un ouvrier pour réaliser le cycle complet des travaux d'implantation pour un pylône dans des conditions normales. Pour une équipe de deux personnes (géomètre-topographe et ouvrier), la productivité est la suivante :

* Temps de travail : 0,053 homme-jour par pylône.

* Effectif de l'équipe : 2 personnes.

* Durée d'implantation d'un pylône : 0,053 homme-jour / 2 pers. = 0,0265 journée de travail.

* Productivité par journée de travail (8 heures) : 1 / 0,0265 = environ 37,7 pylônes/journée. (Remarque : cet indicateur peut varier en fonction des conditions spécifiques du site, de la complexité du terrain et du niveau de formation de l'équipe).

Pour l'exécution des travaux d'implantation des fouilles, la disponibilité des équipements, outils et matériaux suivants est requise. Tous les instruments de mesure doivent être vérifiés et étalonnés conformément aux exigences des normes métrologiques (par exemple, ISO 17123).

**Équipement :**

* **Théodolite avec trépied :** Théodolite optique ou électronique de haute précision pour les mesures angulaires et l'établissement des axes. Une station totale (Total Station) avec fonction d'enregistrement de données peut être utilisée comme alternative moderne, ce qui améliore considérablement la précision et la rapidité d'exécution des travaux, et permet également d'intégrer les données avec les systèmes GNSS (systèmes mondiaux de navigation par satellite).

* **Jalons topographiques :** Ensemble de jalons de 2 à 3 mètres de long pour le marquage des alignements et des points intermédiaires.

* **Ruban en acier (ou décamètre) :** D'une longueur minimale de 30 à 50 mètres, avec une graduation claire, pour les mesurages linéaires.

* **Instruments GNSS (optionnel) :** Récepteurs satellitaires portables pour la détermination précise des coordonnées dans les cas où une localisation rapide et efficace est requise sans visibilité directe entre les points.

**Matériaux :**

* **Bornes d'axe :** Poteaux en bois de 120-140 mm de diamètre et d'environ 1 m de long. Utilisés pour la matérialisation durable des axes principaux et le repérage des centres de fouilles. Besoins : plusieurs unités par pylône (4-6 unités).

* **Piquets d'implantation en bois :** Pour la matérialisation temporaire ou moins durable des points. Besoins : jusqu'à 10-15 unités par pylône.

* **Peinture de marquage de chantier ou craie :** Pour le marquage temporaire au sol.

* **Masse / marteau :** Pour l'enfoncement des piquets et des bornes.

* **Corde / ficelle :** Pour la construction de lignes droites et l'utilisation dans la méthode du triangle de cordes.

Cette liste n'inclut pas l'inventaire général de l'équipe, tel que les moyens de communication, les trousses de premiers secours, les équipements de protection individuelle, ainsi que les outils pour les petits travaux de terrassement (pelles, pioches), qui doivent être prévus conformément aux normes internes de l'organisation et aux règles de sécurité.

Pour améliorer l'efficacité, la précision et la sécurité des travaux d'implantation des fouilles, il est recommandé de suivre les conseils pratiques suivants :

1. **Conditions météorologiques :** Les travaux avec des instruments topographiques sont sensibles aux conditions météorologiques défavorables. Des vents forts, la pluie, la neige, le brouillard ou des températures extrêmes (inférieures à -25°C ou supérieures à +40°C) peuvent réduire considérablement la précision des mesures et entraver le travail. Si possible, planifier les travaux pendant une période favorable, ou assurer la protection des instruments (par exemple, parapluies, tentes) et du personnel.

2. **Protection des repères topographiques :** Après la matérialisation des axes et des centres des fouilles, il est nécessaire d'assurer leur protection contre tout dommage ou déplacement accidentel. De petites clôtures ou des buttes de terre peuvent être aménagées autour des piquets et des bornes. Toujours laisser les repères de contrôle en dehors de la zone de travaux de terrassement actifs pour les vérifications ultérieures.

3. **Double vérification :** Lors de l'exécution de travaux d'implantation importants, toujours effectuer une double vérification des mesurages, en utilisant différentes méthodes ou en faisant appel à un autre spécialiste. Par exemple, après le report des axes avec un théodolite, vérifier les mesurages linéaires avec un ruban et les diagonales, puis, si possible, confirmer les coordonnées à l'aide d'un récepteur GNSS.

4. **Coordination avec les travaux de terrassement :** Interagir étroitement avec l'équipe chargée des travaux de terrassement. Assurer la transmission en temps voulu de la zone tracée, des instructions claires concernant les limites et les profondeurs d'excavation. Fournir des instructions sur la conservation des marques d'implantation jusqu'à l'achèvement des travaux de terrassement.

5. **Tenue de la documentation :** Tous les résultats des travaux d'implantation, y compris les mesurages de contrôle, les instruments utilisés et tout écart, doivent être soigneusement consignés dans le carnet de terrain et les plans de récolement. Une documentation de qualité est essentielle pour la réception des travaux et la résolution des litiges éventuels.