Tunnel - Définition

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Construction

Les tunnels peuvent être creusés dans différents types de matériaux, depuis l'argile jusqu'aux roches les plus dures, et les techniques d'excavation dépendent de la nature du terrain.

Tranchée couverte

La construction d'une tranchée couverte est assez simple et peut s'appliquer aux tunnels peu profonds. Un fossé est excavé puis recouvert. Il peut être nécessaire de mettre en œuvre des procédés permettant d'assurer la stabilité des talus de l'excavation pendant les travaux : clouage des parois, murs ou parois provisoires (berlinoises, parisiennes, parois moulées, palplanches,...).

Les tunnels peu profonds sont souvent des tranchées couvertes, alors que les tunnels profonds sont excavés, souvent à l'aide de ce qu'on appelle un tunnelier. Pour les profondeurs intermédiaires, les deux méthodes peuvent être utilisées.

C'est la méthode de construction décrite par Diodore de Sicile pour réaliser le tunnel de Babylone : la reine Sémiramis détourna le cours de l'Euphrate et réalisa le tunnel dans son lit avec des parois en briques revêtues d'asphalte, puis, une fois le tunnel terminé et remblayé, l'Euphrate fut rétabli dans son lit naturel.

Tunneliers

Les tunneliers sont des machines qui peuvent être utilisées pour automatiser le processus de percement du tunnel. Le premier tunnelier a été breveté en 1818 puis utilisé par Marc Isambart Brunel pour la construction du tunnel sous la Tamise.

Il existe une grande variété de tunneliers pouvant être utilisés dans des situations très diverses, allant depuis la roche dure jusqu'à la terre aquifère molle. Il en existe certains qui sont pressurisés et qui peuvent donc être utilisés sous des nappes phréatiques. L'intérieur du tunnelier est pressurisé, pour compenser la pression exercée par l'eau sur les parois de la machine. Par conséquent, les opérateurs travaillant dans le tunnelier sont soumis à des pression élevées, et doivent subir des cycles de décompression avant de pouvoir retourner à l'air libre, tout comme les plongeurs.

Jusqu'à peu, le plus grand tunnelier jamais construit a été utilisé pour creuser le tunnel Groene Hart (tunnel du cœur vert en hollandais) sur un itinéraire ferroviaire aux Pays-Bas. Son diamètre était de 14,87 mètres. Il a été construit par le fabricant français NFM Technologies.

Actuellement, quatre grands tunneliers sont en activité : deux pour le percement du contournement autoroutier de Madrid et deux pour le tunnel Chong Ming à Shanghai. Ces machines font respectivement 15,2 m et 15,4 m de diamètre. Les deux tunneliers espagnols ont été construits par un consortium réunissant Mitsubishi, Dura Fuelgo et Herrenknecht, et le tunnelier chinois l'a été par Herrenknecht.

La nouvelle méthode autrichienne

La nouvelle méthode autrichienne (NMA, ou NATM en anglais) s'est développée dans les années 1960. Elle trouve tout son intérêt dans les zones de roches friables. L'idée générale de cette méthode est d'utiliser la roche intacte située à quelques mètres du tunnel pour stabiliser celle qui se situe plus près de l'ouvrage. Pour ce faire, de longues tiges en aciers sont enfoncées dans la roche puis boulonnées.

Tunnels sous-marins

Il y a aussi plusieurs moyens de construire des tunnels sous-marins. La méthode la plus fréquemment utilisée consiste à construire un tube immergé. C'est ce qui a été fait dans le port de Sydney et pour les tunnels de Posey et de Webster qui relient les villes d'Oakland et d'Alameda.

Tunnels hélicoïdaux

Construits en spirale à l'intérieur de la montagne, ils permettent un dénivelé important sur une très courte distance apparente (la sortie se fait souvent à l'aplomb de l'entrée). Quelques exemples :

  • le tunnel de Saillens, entre Mérens-les-Vals et l'Hospitalet-près-l'Andorre, sur la ligne Toulouse - Latour-de-Carol (longueur 1752 m, dénivelé 66 m)
  • les quatre tunnels hélicoïdaux de la ligne de Tende, tous sur l'axe principal Coni - Vintimille : Berghe (longueur 1884 m, dénivelé 90 m), Rioro (longueur 1820 m, dénivelé 30 m), Cagnolina (longueur 1467 m, dénivelé ?), Rivoira à Vernante (longueur 1502 m, dénivelé ?)
  • le tunnel de Sayerce, à Urdos, sur la ligne Pau - Canfranc (longueur 1800 m, dénivelé 60 m)
  • le tunnel de La Boucle, à Moûtiers, sur la ligne de la Tarentaise (longueur 1400 m)
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