Le Grand Paris Express, laboratoire d'innovations et de technologies pour la construction
Le Grand Paris Express (GPE), porté par la Société du Grand Paris (SGP), est un défi au secteur du génie civil : 200 km de lignes automatiques et 68 gares doivent être construites dans un milieu géologiquement complexe et au milieu d'une zone urbaine de 12 millions d'habitants. Ses promoteurs ont fait le pari de s'appuyer sur l'innovation pour relever les défis de ce projet pharaonique.
L’innovation au cœur de la méthode de travail de la SGP
Doté d’un budget de 22 milliards d’euros et prévu pour s’étaler sur une durée d’au moins 10 ans, le GPE est plus qu’une extension du réseau de transport collectif actuel : il redessine la carte des temps de trajets et préfigure la métropole de demain. Le projet doit notamment fournir les infrastructures de déplacement nécessaires aux Jeux Olympiques de 2024, organisés dans la capitale, et contribuer à la construction, à terme, de 600 000 m2 de projets immobiliers connexes.
Défi technique, matériel, financier, humain et environnemental pour les entreprises qui y participent, le GPE est également un immense laboratoire d’innovation qui permet de préfigurer le futur du secteur de la construction. Le BTP prête en effet traditionnellement le flanc à la critique : créateur de nuisances, polluant, accidentogène … Sur un projet aussi stratégique, les enjeux en termes de respect du calendrier des travaux, d’état de l’art des infrastructures livrées et d’image des entreprises participantes sont immenses. L’innovation doit permettre d’optimiser le coût financier, sociétal et environnemental du projet, et ainsi d’accroître son acceptabilité pour l’ensemble des parties prenantes.
La SGP, porteuse du projet, a donc décidé de faire de l’innovation la marque de fabrique du GPE. Elle a ainsi lancé le programme Innovation Express, articulé autour de trois objectifs : mettre en lumière des alternatives innovantes auprès de ses équipes et de son écosystème, accélérer les projets à fort impact, et les déployer à l’échelle du GPE. Les trois stades de vie du projet – conception, phase de travaux et phase future d’exploitation – sont concernées.
La SGP s’est dotée d’une gouvernance ad hoc en s’attachant les services de profils avec une appétence marquée pour la gestion de grands projets complexes et l’innovation. Au sein du directoire, c’est Bernard Cathelain, X – Ponts et Chaussées, et ancien de Sanef (autoroutes) et ADP (aéroports), qui a rejoint le projet en 2015. En charge du projet de transport, de la fonction industrie et achats, de l’ingénierie environnementale et de l’innovation, il est assisté dans cette dernière fonction par John Tanguy, ancien de la Caisse des Dépôts, et aujourd’hui directeur de la stratégie et de l’innovation à la SGP.
L’une des premières décisions du duo a été d’introduire les aspects optimisation et innovation comme critères d’attribution des appels d’offres du GPE. Jusqu’à cette décision, elle-même novatrice, la réalité était effectivement toute autre : « Les cahiers des charges produits empêchent l'émergence de solutions alternatives qui pourraient pourtant avoir un intérêt économique, technologique, écologique et social », déplorait John Tanguy, avant de mettre un terme à cette incongruité. Au sein du GPE, entre 5% et 10% de l’évaluation de l’offre reposent désormais sur ce critère, visant à favoriser les soumissionnaires apportant des solutions innovantes pour le projet. « Les candidats doivent identifier toutes les pistes d’innovation possibles. Par exemple, pour le marché relatif au lot 1 des travaux de génie civil sur la ligne 16, près de 400 propositions innovantes ont été présentées. Avec des applications très concrètes, comme des solutions expérimentales pour accélérer la reconnaissance des terres dès l’extraction », abonde Bernard Cathelain. Au-delà la phase de conception, les phases de construction et d’exploitation future sont également concernées par l’incitation à l’innovation, garantissant une adaptabilité du projet aux règles de l’art les plus exigeantes.
Cette innovation par les achats repose sur deux parcours parallèles. Une entreprise soumissionnaire peut proposer une piste d’innovation, qui, si elle est acceptée, sera mise en œuvre directement dès l’attribution du marché. Si cette innovation est potentiellement porteuse de valeur ajoutée mais nécessite d’être testée préalablement, elle rejoint un « portefeuille d’innovation » ; en cas de test concluant, l’innovation sera réintégrée à l’offre de base. Enfin, tous les résultats des expérimentations menées par le programme innovation sont intégrés à un catalogue de solutions innovantes, communiqué aux entreprises soumissionnaires afin de les inciter à intégrer ces solutions dans leurs réponses aux appels d’offres. C’est ainsi un cercle vertueux d’innovation qui se met en place.
Une incitation à l’innovation qui produit ses effets chez les entreprises participantes
Ce programme d’innovation a déjà commencé à produire ses effets chez les entreprises participantes ou soumissionnaires. La SGP teste ainsi actuellement la possibilité d’utiliser du béton fibré pour la construction des tunnels du GPE, afin de diminuer la quantité nécessaire à leur construction, rallonger leur durée de vie, et diminuer leur empreinte environnementale. Bien que l’innovation n’ait pas encore été formellement approuvée, certaines entreprises se sont mises au diapason. Dès 2019, l’entreprise NGE, allié au sein d’un consortium à l’italien We Built et au suisse Implenia a ainsi eu recours à des voussoirs en béton fibré pour la construction du deuxième lot de la ligne 16. De son côté, Eiffage Génie Civil, impliquée dans la construction des lignes 14 nord, 16 et 17 sud, a signé en novembre 2020 un partenariat avec la start-up française Hoffmann Green Cement Technologies pour la fourniture de 50 000 m3 – soit l’équivalent de sa capacité de production annuelle actuelle – de ciment décarboné pour ses projets de génie civil. L’engagement du groupe Eiffage pour la décarbonation de l’industrie du BTP a servi de véritable tremplin à la jeune pousse du béton, née en 2014. Après avoir levé 75 millions d’euros lors de son introduction en bourse en octobre 2019, la société est aujourd’hui évaluée à près de 500 millions d’euros, et a conquis de nombreux autres clients du BTP comme KP1 – ETI française spécialiste de systèmes préfabriqués – ou CEMEX – géant mexicain du BTP –, également impliqués sur les chantiers du GPE.
La question de l’impact environnemental du chantier du GPE est d’ailleurs au cœur des préoccupations de la SGP. « La gestion des 45 millions de tonnes de déblais produites tout au long du chantier est […] un défi. Des expérimentations sont prévues pour déterminer la qualité des déblais dès leur excavation, dans un objectif de valorisation. Il s’agit également de privilégier les voies fluviales et ferroviaires pour l’évacuation des terres », rappelle Bernard Cathelain. Eiffage a ainsi mis au point un outil maison de caractérisation rapide des sols, Carasol, permettant d’identifier rapidement l’environnement géologique du projet. Valhoriz, spécialiste suisse du traitement des sols, expérimente des solutions de transformation des déblais en terres fertiles pour l’aménagement paysager. Quant au déplacement des déblais de leur lieu d’excavation, il a également été pensé pour minimiser l’émission de gaz à effet de serre pendant le transport. CEMEX étudie des solutions de transport par rails, tandis qu’Eiffage Génie Civil évacue ses déblais de la ligne 16 par tracteurs semi-bennes roulant au gaz. Le groupe travaille également à la mise au point d’un véhicule de transport alimenté à l’hydrogène avec pile à combustion, qui devrait être opérationnel en 2022.
Au-delà des capacités d’innovation liées à des problématiques spécifiques au BTP (béton, transport, déblais …), le chantier du GPE fait également intervenir des technologies innovantes au service de la conduite du projet. La gestion numérique du chantier est ainsi une préoccupation de ses promoteurs. En mars 2018, Bernard Cathelain a signé la charte « Objectif BIM 2022 », marquant l’engagement volontaire de la filière BTP en faveur de la modélisation des données d’ouvrages et de la transition numérique. La start-up française Finalcad, qui vient d’intégrer l’indice Next40 des sociétés technologiques à forte croissance, est en passe de s’imposer sur ce marché porteur. Spécialiste de la digitalisation des chantiers, elle compte parmi ses clients plusieurs acteurs du GPE, comme la RATP ou la SNCF. Catalyseur d’innovations, le projet du GPE pourrait servir de vitrine des meilleures pratiques dans le secteur de la construction, tant du point de vue de la gouvernance que des technologies mises en œuvre par les entreprises participantes.