Entretien avec Implenia : des perspectives à long terme

Les villes s'étendent, se densifient et deviennent en même temps plus vulnérables aux phénomènes météorologiques extrêmes. Implenia est un prestataire de services dans les domaines de la construction et de l'immobilier qui réalise de grands projets d'infrastructure souterrains. Le sous-sol deviendra-t-il à l'avenir le deuxième niveau de la ville ?

J'en suis convaincu. Je ferais toutefois la distinction entre un deuxième niveau d'infrastructureet une deuxième ville. Je ne pense pas que nous allions à l’avenir déplacer des quartiers résidentiels entiers, des centres commerciaux ou des espaces publics sous terre. L’être humain a besoin de lumière du jour, d’espaces verts et de passer du temps à l’air libre. Cela ne changera pas à l’avenir. Il en va autrement pour les infrastructures techniques. Tout ce qui ne nécessite pas de lumière du soleil et qui occupe des espaces précieux en surface sera, à mon avis, progressivement transféré sous terre. Cela inclut les transports, la logistique, l’approvisionnement en énergie, les réseaux de distribution ou encore les installations de stockage. Le sous-sol deviendra ainsi la couche technique de la ville – et c’est précisément là que réside son immense potentiel.

Des villes comme Montréal, Helsinki ou Singapour disposent de réseaux souterrains très étendus qui relient entre eux les moyens de transport, les commerces et les équipements publics. Est-ce là un modèle pour les villes d'Europe centrale ?

J'ai moi-même vécu quelque temps au Canada et j'ai pu découvrir sur place ces réseaux souterrains. Il faut toutefois toujours tenir compte du contexte spécifique à chaque endroit. Au Canada ou en Finlande, les conditions climatiques jouent un rôle majeur. Lorsqu’il fait moins vingt degrés et qu’on peut se rendre d’un bâtiment à l’autre sans devoir sortir à l’extérieur, c’est bien sûr un avantage considérable. En Europe centrale, je ne vois pas vraiment cette nécessité. C’est pourquoi je ne pense pas non plus que nous allons développer des paysages urbains entièrement souterrains. Cela ne signifie toutefois en aucun cas que le sous-sol perdra de son importance – bien au contraire. Je pense plutôt que nous allons systématiquement déplacer les fonctions techniques d’une ville vers le sous-sol. Si nous y parvenons, nous regagnerons en surface des espaces dont nous avons aujourd’hui besoin pour les routes, la circulation ou les infrastructures techniques. C’est précisément là que naîtra alors la véritable qualité de vie.

Vous voyez donc l’avenir davantage dans le fait de redonner aux gens plus d’espace de vie en surface plutôt que de les faire descendre sous terre ?

Tout à fait. Je trouve cette idée bien plus convaincante. Si nous organisons la circulation, la logistique et une grande partie des infrastructures techniques en souterrain, des possibilités totalement nouvelles s’ouvrent en surface. Imaginez que les espaces routiers puissent être désimperméabilisés, végétalisés ou transformés en espaces de vie. Là où le trafic de poids lourds domine aujourd’hui, on pourrait à l’avenir voir apparaître des arbres, des plans d’eau ou des places publiques. Cela change énormément la qualité d’une ville. Je pense également à la logistique. Des systèmes logistiques souterrains pourraient, sur les axes urbains très fréquentés, contribuer à réduire considérablement le trafic de poids lourds en surface et ainsi soulager les routes, les riverains et l’environnement. Les centres de données ou les centrales énergétiques peuvent également être implantés sous terre à des emplacements appropriés – par exemple en cas de forte pénurie d’espace, d’exigences de sécurité particulières ou lorsque des cavernes existantes peuvent être utilisées. Ce ne sera pas une solution universelle, mais cela peut s’avérer judicieux dans certains cas particuliers. Tout ce qui est fonctionnellement nécessaire, mais qui n’a pas besoin d’être en lien avec l’espace public urbain, pourrait, à long terme, être transféré sous terre.

Le sous-sol n’est toutefois pas un espace disponible à volonté. Son utilisation doit être coordonnée sur le long terme, et les efforts de construction supplémentaires doivent être justifiés par un bénéfice social et économique clair. L’essentiel n’est donc pas de déplacer le plus possible sous terre, mais d’utiliser le sous-sol là où cela génère, à long terme, une réelle valeur ajoutée pour la ville et ses habitants.

« Je pense que nous allons progressivement déplacer les fonctions techniques d’une ville vers le sous-sol. Si nous y parvenons, nous récupérerons en surface des espaces dont nous avons aujourd’hui besoin pour les rues, la circulation ou les infrastructures techniques. C’est précisément là que naîtra alors la véritable qualité de vie. »

Thomas Fiest

Le changement climatique pose des défis de plus en plus importants aux villes : canicules, pluies torrentielles et périodes de sécheresse se multiplient. Quel rôle le sous-sol peut-il jouer pour rendre les villes plus résilientes face au climat ?

Je vois là un énorme potentiel. Souvent, le sous-sol est principalement associé aux transports ou à la construction de tunnels. C’est certes toujours un aspect important, mais à mon sens, cela ne suffit pas. C’est précisément face au changement climatique que le sous-sol pourra jouer un rôle central à l’avenir. Prenons l’exemple des épisodes de fortes pluies. Nous constatons aujourd’hui de plus en plus souvent que des quantités d’eau considérables s’abattent sur les villes en très peu de temps. Le problème réside moins dans le volume total des précipitations que dans leur intensité. Nos systèmes de drainage existants ne sont souvent pas conçus pour faire face à de tels pics de débit. C’est pourquoi je vois de grandes opportunités dans la création d’espaces souterrains de stockage et de rétention. L’eau de pluie pourrait y être d’abord recueillie et stockée temporairement, au lieu d’être immédiatement évacuée vers les égouts ou les cours d’eau. Cela soulage les infrastructures tout en réduisant le risque d’inondations.

Pour moi, cependant, la réflexion ne s’arrête pas à la rétention de l’eau. En réalité, nous devons nous demander pourquoi nous nous empressons de rejeter cette eau hors de la ville. Il serait pourtant bien plus judicieux d’en stocker une partie de manière ciblée et de la rendre à nouveau disponible pendant les périodes de sécheresse. Cela permettrait d’arroser les espaces verts, d’abreuver les arbres de la ville ou de soutenir d’autres secteurs à forte consommation d’eau. C’est précisément en période de canicule et de sécheresse prolongées que l’eau devient une ressource de plus en plus précieuse.

Cela signifie-t-il que le principe de la « ville-éponge » devrait à l’avenir être envisagé non seulement en surface, mais aussi sous terre ?

Tout à fait. Le concept de « ville-éponge » est souvent associé aux toitures végétalisées, aux surfaces non imperméabilisées ou aux cuvettes d’infiltration. Tout cela est important. Mais je suis convaincu que nous devrions intégrer beaucoup davantage le sous-sol dans ce système global.

Dans de nombreuses régions d’Europe centrale, les précipitations annuelles moyennes restent en principe suffisantes. Le problème réside toutefois de plus en plus dans leur répartition temporelle et spatiale : de longues périodes de sécheresse alternent avec des épisodes pluvieux très intenses. Si nous pouvons stocker temporairement l’eau sous terre, nous gagnons du temps et de la flexibilité. Nous pouvons capter les excédents et les utiliser ensuite là où ils seront nécessaires plus tard. Le sous-sol devient ainsi un élément actif de la gestion urbaine de l’eau – non seulement en tant que réservoir technique, mais aussi en tant que composante essentielle d’une ville adaptée au changement climatique.

Vous avez évoqué un autre aspect : le sous-sol en tant que source d’énergie. Quelles possibilités y voyez-vous ?

Je trouve cela encore plus passionnant. À partir d’une profondeur d’environ dix à quinze mètres, la température du sous-sol ne varie plus que très peu au fil des saisons et se situe souvent, en Europe centrale, entre dix et douze degrés. Grâce à des sondes géothermiques et à des pompes à chaleur, ce niveau de température peut être utilisé comme source de chaleur en hiver. En été, le sol peut, à l’inverse, absorber la chaleur des bâtiments et servir ainsi de puits de chaleur. Il existe déjà des projets pilotes dans lesquels des éléments de tunnel à activation thermique captent la chaleur du sol environnant. Ce n’est pas encore une solution standard généralisée, mais les possibilités techniques existent et ne cessent de se développer.

Je trouve cette approche particulièrement intéressante, car elle confère soudainement une double fonction aux infrastructures. Un tunnel ne sert alors plus exclusivement au trafic, mais contribue également à l’approvisionnement en énergie. Ce sont précisément ces utilisations multiples qui gagneront en importance à l’avenir.

La construction souterraine commence toujours par une question géologique. Parallèlement, la planification et la construction se numérisent de plus en plus. Comment la construction de tunnels a-t-elle évolué ces dernières années ?

Je dirais même que la construction de tunnels a radicalement changé au cours des vingt dernières années. Autrefois, le sous-sol restait en effet encore assez méconnu dans de nombreux domaines. On effectuait des forages à intervalles réguliers le long de l’axe prévu pour le tunnel et on en établissait des coupes géologiques. C’était la base de la planification. Aujourd’hui, nous travaillons toujours avec des forages – sur ce point, rien n’a vraiment changé. La différence décisive réside dans ce que nous faisons ensuite de ces données. À partir des différents points de forage, nous créons désormais des modèles tridimensionnels du sous-sol, dans lesquels sont regroupées des informations géologiques, géotechniques et hydrogéologiques. Ces modèles nous permettent de réaliser des simulations qui étaient tout simplement impossibles autrefois. Nous pouvons par exemple calculer comment le sol de fondation se comporte sous contrainte, quels tassements sont à prévoir ou comment les écoulements d’eau souterraine pourraient évoluer. Cela permet d’évaluer bien mieux les risques et de planifier les phases de construction avec nettement plus de précision.

Bien sûr, le sous-sol ne sera jamais entièrement prévisible. La construction de tunnels implique toujours de composer avec les conditions naturelles. Mais nous comprenons aujourd’hui le sol de fondation bien mieux qu’il y a quelques décennies.

Quel rôle joue l’eau souterraine dans ce contexte ? C’est un sujet particulièrement sensible, notamment dans les villes densément urbanisées.

Les eaux souterraines constituent en effet l’un des enjeux majeurs de la planification. Les grands ouvrages souterrains peuvent influencer les écoulements naturels des eaux souterraines. C’est pourquoi l’hydrogéologie fait aujourd’hui partie des disciplines centrales de toute planification de tunnel. Notre objectif n’est toutefois pas de modifier durablement ces écoulements, mais de préserver autant que possible le régime hydrologique naturel. Là encore, les modèles numériques nous aident. Ils montrent très précisément quelle influence un ouvrage pourrait avoir sur les eaux souterraines et quelles mesures sont nécessaires pour minimiser cette influence. Il existe différentes solutions à cet effet. On peut par exemple prévoir des passages pour les eaux souterraines ou installer des couches filtrantes spéciales afin que l’eau puisse continuer à suivre son cours naturel. Dans d’autres cas, on utilise des puits d’infiltration qui permettent de réinjecter l’eau de manière ciblée dans le sol. Ce sont précisément ces possibilités qui montrent à quel point la construction de tunnels a évolué. Autrefois, de nombreuses interactions n’auraient été identifiées qu’au cours de la construction. Aujourd’hui, nous pouvons déjà les simuler dès la phase de conception et en tenir compte en conséquence.

Sécurité incendie, ventilation, voies d'évacuation ou conditions géologiques complexes : quel est aujourd'hui le plus grand défi technique lié à la construction souterraine ?

Nous disposons aujourd’hui d’une réglementation exhaustive et de solutions techniques éprouvées pour ces questions. Elles restent néanmoins déterminantes pour les projets. Mais aujourd’hui, les véritables défis résident souvent dans les conditions-cadres complexes des projets en centre-ville : bâtis existants, circulation en continu, réseaux de services publics, intérêts des riverains et une logistique de chantier extrêmement exigeante.

Notre chantier du Marienhof à Munich. C’est là que, dans le cadre d’un groupement avec notre partenaire Hochtief et pour la deuxième ligne principale, l’une des stations souterraines les plus profondes d’Allemagne voit le jour – en plein cœur du centre historique de la ville. Nous construisons à environ 45 mètres sous la surface, juste à côté de l’hôtel de ville et à proximité immédiate de bâtiments classés monuments historiques. Cela signifie que nous ne nous contentons pas de construire une station techniquement très complexe, mais que nous devons également tenir compte d’une multitude d’infrastructures existantes. Lignes de métro, conduites, canalisations, édifices historiques et, bien sûr, circulation urbaine – tout cela existe déjà et doit continuer à fonctionner pendant toute la durée des travaux.

Dans le cadre de projets en centre-ville, le défi particulier réside donc souvent moins dans une discipline technique spécifique que dans l'interaction de l'ensemble des contraintes techniques, logistiques et urbaines. Tout l'art consiste à mener à bien ces chantiers complexes de manière à perturber le moins possible la vie urbaine.

Implenia mise systématiquement sur des méthodes de planification numériques telles que la modélisation des informations du bâtiment (BIM). Quel rôle jouent aujourd’hui la numérisation et l’intelligence artificielle dans la construction de tunnels ?

Pour moi, le principal avantage ne réside pas en premier lieu dans l’utilisation de l’intelligence artificielle, mais dans une base de données commune et intégrée. Auparavant, pratiquement chaque discipline de conception établissait ses propres plans. Les géologues, les ingénieurs en structure ou les concepteurs de systèmes techniques du bâtiment travaillaient souvent en parallèle. De nombreux conflits n’apparaissaient donc qu’une fois sur le chantier.

Avec le BIM, tous les intervenants travaillent aujourd’hui sur un modèle numérique commun. La géologie, l’hydrogéologie, l’ingénierie structurelle, les équipements techniques du bâtiment ou les infrastructures existantes y sont regroupés. Cela nous permet de détecter les conflits ou les erreurs de conception bien plus tôt et de les résoudre dès la phase d’avant-projet.

Sur le chantier lui-même, d’énormes volumes de données sont aujourd’hui générés. Les tunneliers modernes fournissent en continu des informations sur les forces de pression, l’usure des outils, le comportement des matériaux ou la consommation de mortier. Ces données peuvent être comparées aux modèles numériques du sol. Pour ce type d’analyses, on recourt de plus en plus à des méthodes basées sur l’intelligence artificielle. Cela nous permet de détecter très tôt si le sol réel se comporte différemment de ce qui était prévu. Nous pouvons ainsi réagir plus rapidement et adapter l’avancement en conséquence.

La « maintenance prédictive » constitue un autre domaine important. Autrefois, on ne procédait souvent à des réparations qu’une fois qu’un composant était tombé en panne. Aujourd’hui, nous analysons en continu les données d’exploitation des machines et détectons de nombreux signes d’usure bien à l’avance. Les travaux de maintenance peuvent ainsi être planifiés avant qu’un arrêt imprévu ne survienne. Cela augmente non seulement la disponibilité des machines, mais améliore aussi considérablement la rentabilité des projets.

Une prochaine étape dans le développement de la construction de tunnels consiste à généraliser l’utilisation des jumeaux numériques. Contrairement à un modèle BIM statique, un jumeau numérique est mis à jour en continu à l’aide de données de mesure et d’exploitation. Cela permet d’interconnecter la conception, la construction, l’exploitation et la maintenance tout au long du cycle de vie. Dans le bâtiment, cela est déjà en partie la norme.

Vous travaillez dans le domaine de la construction de tunnels depuis près de trois décennies. Qu’est-ce qui vous a initialement fasciné dans ce domaine – et qu’est-ce qui vous passionne encore aujourd’hui ?

J’ai toujours été attiré par le fait que le sous-sol est quelque chose que nous ne pouvons pas voir directement et qui constitue pourtant la base de presque toutes les infrastructures. Lorsque je me suis lancé dans la construction de tunnels à la fin des années 1990, cela revêtait encore un certain caractère d’aventure. À chaque avancée, on savait certes, grâce aux études exploratoires, à peu près à quoi s’attendre – mais jamais tout à fait avec précision. On ouvrait le front de taille et il fallait décider en peu de temps comment sécuriser le sol et comment poursuivre les travaux. En tant que jeune ingénieur, c’était une énorme responsabilité. Ce lien direct entre la théorie et la pratique m’attirait beaucoup à l’époque.

Aujourd’hui, le métier a beaucoup changé. Grâce aux modèles numériques, aux simulations et aux techniques de mesure modernes, beaucoup de choses sont devenues plus prévisibles et plus sûres. C’est une évolution très positive. La construction de tunnels est ainsi devenue plus axée sur les données, plus transparente et, dans de nombreux domaines, plus facile à maîtriser, sans pour autant avoir perdu de son attrait. Ce qui me passionne aujourd’hui, c’est avant tout l’ampleur des projets et leur importance pour la société. Nous construisons des infrastructures qui seront utilisées pendant des générations. Quand, des années plus tard, on revient sur un chantier et qu’on constate la valeur ajoutée qu’il a apportée à une ville ou à toute une région, c’est un sentiment très gratifiant.

Y a-t-il des projets qui, selon vous, illustrent particulièrement bien cette évolution ?

Il y en a plusieurs. Ce qui me passionne particulièrement, c’est sans aucun doute la deuxième ligne principale à Munich, que j’ai déjà mentionnée, où nous construisons, outre la gare de Marienhof, un autre lot avec la gare de l’Est. De tels projets illustrent de manière très impressionnante à quel point la construction de tunnels en centre-ville est devenue exigeante aujourd’hui. Et puis, il y a bien sûr les grandes transversales alpines. Implenia travaille actuellement sur le deuxième tube du tunnel routier du Saint-Gothard, au Semmeringet tunnel de base du Brenner ainsi que sur le tunnel du Mont-Cenis de la liaison Lyon-Turin. Ces ouvrages sont bien plus que de simples tunnels. Les trois projets ferroviaires, en particulier, modifient les flux de trafic dans toute l’Europe et créent des capacités supplémentaires pour le transfert du trafic de marchandises de la route vers le rail. C’est précisément cette dimension internationale qui rend ces projets incroyablement passionnants. On ne construit pas seulement pour une seule ville, mais pour un réseau de transport européen.

Dans une perspective européenne, les débats sur les abris et la résilience civile s’intensifient à nouveau. Quel rôle ce thème pourrait-il jouer à l’avenir dans la construction souterraine ?

En Suisse, les abris font depuis de nombreuses années partie intégrante des infrastructures publiques et privées. Dans les immeubles d’habitation ou les équipements communaux, ils sont pris en compte dès le début de la conception. C’est une tradition qui s’est développée au fil du temps. Je pense qu’à l’avenir, nous réfléchirons davantage à la manière de combiner différentes fonctions. Lorsque des infrastructures souterraines sont de toute façon construites, il convient de vérifier si elles peuvent également être utilisées pour la protection civile en cas de besoin. Les stations de métro ou d’autres grands ouvrages souterrains peuvent, par exemple, être conçus de manière à assumer des fonctions de protection supplémentaires en cas d’urgence. À mon sens, il s’agit moins de construire des ouvrages entièrement nouveaux exclusivement à cette fin. Il me semble bien plus judicieux d’exploiter intelligemment les infrastructures existantes à des fins multiples. Ce sont précisément ces multifonctionnalités qui prendront de plus en plus d’importance à l’avenir.

Pour conclure, osons jeter un regard vers l’avenir. Lorsque vous imaginez la ville européenne de l’année 2050, quelle image vous vient à l’esprit ?

Je vois une ville conçue de manière beaucoup plus cohérente en tant que système global. Le sous-sol y prendra en charge de nombreuses fonctions qui, aujourd’hui encore, occupent de l’espace en surface. Les transports, la logistique, l’approvisionnement en énergie, les réseaux de distribution, les installations de stockage ou encore les centres de données formeront une infrastructure technique performante sous terre. À la surface, cela libère ainsi de l’espace pour ce qui fait le charme d’une ville où il fait bon vivre : espaces verts, plans d’eau, places publiques et lieux de rencontre. Les villes n’en deviennent pas seulement plus attrayantes, mais aussi plus résilientes face aux défis du changement climatique. C’est pourquoi je résumerais ma vision en une phrase : « En surface, l’homme vit ; en profondeur, la technologie travaille. »

Merci beaucoup pour cet aperçu passionnant !