Qu’est-ce qu’un tunnel ?
En termes simples, le tunnelage est le processus physique de construction d’un passage souterrain sous la surface de la terre, les tunnels peuvent également être créés sous l’eau. Pour être précis, un tunnel est un passage souterrain plus ou moins horizontal construit par des processus d’excavation. Alors qu’une ouverture souterraine verticale est appelée « puits ». »
Si l’on jette un coup d’œil à l’histoire, il est clair que les humains se sont adonnés au processus de creusement de la terre et des roches depuis des siècles maintenant. Au départ, les creusements de tunnels étaient réalisés à des fins minières pour atteindre des minéraux tels que le charbon, le cuivre, l’étain. Mais ils ont rapidement gagné en popularité auprès des compagnies ferroviaires et des constructeurs de canaux, qui y voyaient un moyen efficace d’éviter les obstacles. La construction des tout premiers tunnels routiers est toujours considérée comme une réalisation gigantesque dans les domaines de la construction et du génie civil.
Même à notre époque moderne, l’importance des tunnels souterrains et sous-marins est inégalée. Les avancées technologiques de ces derniers temps nous ont permis de construire des tunnels plus longs et plus profonds qui peuvent être utilisés pour traverser sous les mers, comme le tunnel sous la Manche, long de 50 km, et des tunnels qui relient les continents, comme le tunnel de Mammary, à Istanbul.
Quels sont les différents types de tunnels ?
Le processus de construction de tunnels est coûteux et prend du temps. Cependant, le transport et la communication via les réseaux de tunnels sont extrêmement efficaces et confortables. Les machines modernes ont rendu les processus d’excavation et de stabilisation beaucoup plus faciles et plus sûrs, c’est pourquoi les réseaux de tunnels sont devenus un choix plus populaire pour les routes, les chemins de fer et même les voies navigables.
Pour notre discussion, il est impératif de noter qu’il existe différentes méthodes de construction de tunnels qui sont utilisées en fonction de la géologie, du type de recouvrement ainsi que des restrictions sismiques et sonores, comme mentionné ci-dessous.
- Méthode de coupe et de couverture:
Cette méthode est couramment utilisée pour construire des tunnels peu profonds. Fondamentalement, cette méthode implique la coupe d’une tranchée dans le sol, les éléments de la boîte du tunnel sont installés après quoi ils sont recouverts pour rétablir la surface par une méthode de support capable de supporter la charge. Les premières stations de métro de Londres ont été construites selon cette méthode. Certaines sections de réseaux routiers sont également construites de cette manière lorsque la profondeur du tunnel requis est relativement faible (le tunnel Marselis à Aarhus et le tunnel Nordhavnsvej à Copenhague sont les premiers tunnels danois en tranchée couverte).
- Tunneliers forés ou minés:
Dans cette méthode, les tunnels sont construits sans creuser la surface du sol. Cette méthode est permise par l’utilisation de tunneliers (TBM’s). Ceux-ci permettent de creuser des tunnels dans une grande variété de conditions de sol et sous les villes, les rivières et même les grands bâtiments. Pour ce faire, ils maintiennent la pression statique du sol existant pour éliminer pratiquement tout tassement, évitant ainsi d’endommager les bâtiments ou les structures de surface. Les tunneliers sont également capables d’installer un anneau de béton pour un soutien permanent du sol lorsque le tunnel est en service. Le creusement de tunnels par forage ou minage peut être subdivisé comme suit:
- Tunnelage en terrain meuble:
Ceci serait typiquement décrit comme le creusement d’un tunnel à travers des matériaux non autoportants tels que le sable, l’argile marine, ou un mélange des deux, avec des niveaux MPa d’environ 40 ou moins. Les Pays-Bas sont généralement associés à la construction de tunnels en terrain meuble. Des exemples de tunnels en sol mou peuvent être des métros et des tunnels routiers, tels que le tunnel routier Rotterdamsebaan à La Haye et le tunnel routier Westerschelde dans le sud de la Hollande.
- Tunnelage en roche dure:
Comme le nom l’indique, la géologie sera généralement à travers une roche dure à très dure avec des niveaux de MPa supérieurs à 100. L’excavation se ferait avec des tunneliers spécialement adaptés qui peuvent faire face à des conditions très abrasives dans une géologie largement autoportante. Dans ce type de géologie, les tunnels en roche dure peuvent souvent rester sans revêtement et sont utilisés pour le transfert d’eau ou les centrales hydroélectriques. Ils peuvent également être utilisés dans les régions montagneuses comme la Suisse pour les tunnels routiers, Le tunnel routier du Gothard en Suisse va de Göschenen dans le canton d’Uri à son portail nord, à Airolo au Tessin au sud, et mesure 16,9 kilomètres de long.
- Microtunnelling et Pipejacking :
Cette méthode est utilisée pour des tunnels relativement courts et de faible diamètre correspondant, principalement utilisés par le secteur de la construction des services publics. Cela permet de faire passer des câbles et des tuyaux sous les routes, les rivières, les lignes ferroviaires et même les voies de circulation et les pistes d’aéroport sans perturber le trafic de surface. Le principe de l’excavation est basé sur des tunneliers pleine face « State of the Art » (TBM’s).
Quel est le but principal du tunnelage ?
Comme discuté tout au long de l’article, les tunnels ont diverses utilisations qui nous facilitent la vie. Les tunnels pourraient être utilisés entre les gares souterraines pour le transport des marchandises et des passagers, également comme canaux d’évacuation des eaux et des eaux usées. C’est ce qui rend les tunnels si polyvalents et efficaces.
