24 injections et 122 m³ de coulis, étalées de janvier 1996 à septembre 1997 : c’est le prix qu’il a fallu payer pour que la tour de Big Ben ne penche pas davantage. Le chantier, celui de la station Westminster du prolongement de la ligne Jubilee du métro de Londres, se déroulait au pied du monument. Résultat : l’inclinaison est restée dans une fourchette de 15 à 25 mm, mesurée à 55 m de haut, au niveau du cadran.

Un trou de 39 m à 34 m d’un monument fragile

La station a été construite au milieu des années 1990, à deux pas du palais de Westminster. Il s’agit d’un trou de 39 m de profondeur entre des murs en béton armé, dont le bord se trouve à 34 m de la tour.

Creuser aussi profond détend le terrain alentour. Le sol cède un peu du côté du chantier, et la tour suit le mouvement en s’inclinant vers la station. Sur un édifice de 96 m, quelques millimètres de tassement à la base se lisent en déplacement mesurable à hauteur du cadran.

2 tunnels de quai, de 7,4 m de diamètre chacun et empilés l’un sur l’autre, ont été creusés entre ce trou et la tour. Chaque mètre d’excavation retirait de la matière à proximité des fondations d’un édifice victorien. La tour est reliée au palais de Westminster : une inclinaison excessive vers la station aurait fissuré la jonction entre les deux. L’inclinaison est donc devenue le paramètre le plus surveillé du chantier, suivie par plusieurs systèmes de mesure indépendants.

Un parking avait déjà fait pencher la tour.

Le parking souterrain de New Palace Yard, profond de 18 m, se trouve à 16 m à l’ouest de la tour. Lors de sa construction, il l’avait déjà fait pencher d’environ 1/4000. Sur 55 m de haut, un calcul rapide donne environ 14 mm de déplacement horizontal, soit l’ordre de grandeur du seuil bas de 15 mm retenu plus tard pour la station.

Des tubes de 50 m et un coulis qui soulève le sol

La parade s’appelle l’injection de compensation. On fore sous les fondations des tubes d’environ 50 m de long, puis on y injecte un coulis de ciment, de sable et d’eau. Ce mélange soulève légèrement le sol et compense son affaissement. Le principe rappelle celui d’un cric glissé sous une voiture, à ceci près que le véhicule est ici une tour de 96 m.

Ces tubes dépassent la moitié de la hauteur de la tour elle-même. Ils permettent d’agir au plus près des fondations, là où le sol s’affaisse, sans rien toucher en surface. La technique n’avait encore jamais été appliquée à un édifice aussi fragile et d’une telle valeur historique.

Le but n’était pas d’empêcher tout mouvement. Il s’agissait de garder l’inclinaison entre 15 et 25 mm, mesurée à 55 m de haut, au niveau du cadran, avec un seuil de déclenchement fixé à 15 mm, atteint en décembre 1995.

Piloter un tel réglage suppose de lire l’inclinaison en continu. Un fil à plomb suspendu dans la tour, dont le mouvement était relevé sur une tablette numérique, fournissait la mesure. Le traitement se faisait en temps réel, ce qui permettait de corriger les injections presque aussitôt.

21 mois, 24 injections et au moins 120 mm évités

Sans ces injections, la tour aurait penché d’au moins 120 mm de plus.

Ce chiffre est un minimum calculé, valable au niveau du cadran, à 55 m de haut, et non au sommet de la tour. Les 24 injections se sont déroulées de janvier 1996 à septembre 1997, soit 21 mois, pour un total de 122 m³ de coulis. Cela représente un peu plus d’une injection par mois en moyenne, et environ 5 % du volume d’une piscine olympique, ou une quinzaine de toupies de 8 m³. Elles se sont arrêtées quand le trou a atteint sa profondeur maximale.

Pour mesurer l’écart, reprenons le parking. 120 mm sur 55 m, c’est une inclinaison supplémentaire d’environ 1/460, soit près de 9 fois celle que l’ouvrage de 18 m avait provoquée. Or la station descend à 39 m.

Ce qui frappe, c’est moins le volume injecté que la tolérance. La fourchette de travail ne dépassait pas 10 mm, entre 15 et 25 mm, sur une tour de 96 m dont le cadran se situe à 55 m. À mon sens, c’est cette précision, bien plus que les 122 m³, qui rend ce chantier digne d’être raconté.

Big Ben, Elizabeth Tower et une pente d’origine

Big Ben désigne en réalité la grosse cloche, pas la tour.

La tour s’appelle officiellement Elizabeth Tower depuis 2012 et mesure 96 m. Elle penche déjà naturellement vers le nord-ouest. Les ingénieurs ne travaillaient donc pas sur un monument droit, ce qui explique le titre de ce récit.

Leur mission ne consistait pas à redresser la tour, seulement à encadrer une pente existante. La marge allouée était de 10 mm, entre le seuil de déclenchement de 15 mm et la limite haute de 25 mm.

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Sources : researchgate.net | issmge.org