L’homme sait construire des ouvrages souterrains depuis très longtemps. Bien plus compliqués à réaliser qu’à l’air libre, les travaux sous terre nécessitent précision et performance. Si aujourd’hui de nombreux outils aident la perforation, dans l’antiquité, les travailleurs ne disposaient ni de pompe pour puiser l’eau qui suintait ou envahissait les galeries, ni de ventilateurs pour renouveler l’air, ni de moyens puissants d’éclairage et encore moins d’instruments de visées topographiques pour orienter le creusement. Mais alors …
Pourquoi creuser ?Pour répondre aux besoins de l’irrigation et de l’alimentation des villes en eau, les civilisations antiques ont creusé des canaux aqueducs à l’air libre et sous terre. Plus tard, les galeries furent destinées au transport des personnes, des animaux et des biens. Des tunnels secrets ou stratégiques ont aussi été construits à des fins militaires, pour entrer dans des secteurs interdits.
Où creuser ?Les hommes ont creusé là où ils en avaient besoin : en Grèce, dans l’empire Romain, mais aussi en Gaule. Près de Lyon, à Rive de Gier, on trouve des vestiges d’aqueducs souterrains disposant de puits d’aération et d’éclairage.
Aqueduc souterrain de Rive de Gier (Rhône, France) A cette époque, lorsqu’il fallait creuser de la roche dure, il arrivait qu’on la chauffe et la dilate avec du feu, puis la refroidisse brutalement pour la faire éclater.
Quel est le plus ancien tunnel ?
Le tunnel italien de « Furlo » (« le petit trou »).
Ce tunnel antique a été construit au pic et à la pioche en 6 ans, entre 76 et 70 avant J.C pour favoriser la circulation entre Rome et l’Adriatique. Long de 38 mètres, large de 5,40 et haut de 4,80, il a conservé jusqu'à aujourd'hui son usage routier !
Tunnel Romain de Furlo (Acqualagna, Italie)
Le tunnel de la Traversette, dans les Alpes Italiennes.
En 1480, un « Pertuis », comme on disait alors, est creusé à travers le Mont Viso, afin de faciliter le passage des caravanes de mulets. Non revêtu de maçonnerie, cet ouvrage qui culmine à 2 900 m d’altitude est long de 75 m, large de 2, 5 m et haut de 2 m. Il est considéré comme le plus ancien tunnel à travers les Alpes.
Depuis le XVème siècle, les premières pompes à piston permettant d’aspirer les eaux qui envahissent les galeries sont utilisées dans les travaux de mines.
Dès le Moyen-âge, la poudre explosive est connue en Occident. Cependant, pour briser les roches, on ne pouvait utiliser l’explosif que si l’on était capable de déclencher une explosion en toute sécurité.
C’est la mise au point de la « mèche lente » en 1613 qui permet d’utiliser cette technique.
Où dispose-t-on la poudre explosive ?Dans des « trous de mines ». Jusqu’en 1790, ne disposant pas de moyen mécanique pour forer ces trous, on creusait à la main, en frappant avec des maillets sur une « barre à mine » (lourde barre métallique).
Deux mineurs au travail devant le front de taille
Le tunnel de Malpas, canal du midi, France.
Il est le plus ancien « tunnel canal » destiné à la navigation. Intégré au projet du canal du midi il est construit en 1679. Il symbolise l’obstination de Pierre-Paul Riquet, ingénieur et entrepreneur français chargé des travaux. Long de 165 m, et aussi large que haut (8 m), il est toujours exploité.
Tunnel de Maplas (Hérault, France) En 1873, pour la première fois, de l’air comprimé est utilisé pour empêcher l’eau de la nappe phréatique de pénétrer dans le tunnel ferroviaire sous l’Hudson River, à New-York. C’est à cette époque que les « tunnels » prennent davantage d’importance.
Depuis quand utilise t’on le mot « tunnel » ?C’est en 1826 à l’occasion du creusement sous la Tamise du tunnel ferroviaire de Wapping, à Londres, que le mot « tunnel » a été utilisé pour la première fois, par Isambard Brunel, ingénieur Britanique. Ce terme anglais est un dérivé de l’ancien français « tonnelle ». Auparavant, on parlait de « Pertuis », ou de « Galerie ».
Quel est le premier métro au monde ?Le premier métro construit au monde est le « Metropolitan Railway », construit à Londres en 1863. Il fonctionnait à la vapeur.
Illustration du premier métro de Londres (Royaume-Uni) Creusé de façon traditionnelle, à la main et à l’explosif, le plus ancien tunnel routier de France est le tunnel de « Lioran ». Situé dans le Cantal, ses 1 414 m ont été creusé entre 1839 et 1847.
Tunnel de Lioran (Cantal, France) Le premier métro européen fut construit en 1896 à Budapest, plus de trente ans après le métro de Londres. C’est à l’occasion des 1 000 ans de la Hongrie que le « Millenium Földalatti Vasùt » est mis en service. La première ligne du métro hongrois est classé au patrimoine mondial de l’UNESCO.
Métro de Budapest (Hongrie) devant la place des héros et première rame du métro de Budapest (Hongrie) Situé sur la voie ferrée Saint-Etienne-Lyon, le tunnel de Tête Noire est le plus ancien tunnel ferroviaire en France. Réalisé entre 1827 à 1832, il est long de 1 500 m.
Les ouvrages souterrains modernes impressionnent par leur longueur mais aussi par leur complexité.
Quel est le plus long tunnel ferroviaire au monde ?
Le Seikan, Japon.
Achevé en 1988, ce tunnel long de 53,9 km fut creusé entre les îles de Honshu et de Tokaido au Japon. Il passe sous un détroit marin long de 23 km. Les terrains étant trop hétérogènes, et insuffisamment connus pour qu’on utilise des tunneliers, il a été creusé de façon traditionnelle, à l’explosif. Il passe à 240 m au dessous du niveau de la mer.
Tunnel de Seikan (Japon) Suite à la catastrophe du Mont-Blanc, une galerie de sécurité parallèle au tunnel routier Maurice Lemaire a été creusée. Après cinq années de travaux dont deux ans de creusement au tunnelier, le tunnel a été rouvert à la circulation le 1er octobre 2008. La cadence moyenne d'avancement avoisinait les 16 mètres par jour, mais c'est lors de ce chantier que le record français de cadence de creusement fut atteint avec 55 mètres linéaires en une journée.
Le record mondial d'avancement a été atteint en 2010, lors du creusement du tunnel ferroviaire bi-tube long de 57km passant sous le massif du Saint Gothard, en Suisse avec un avancement de 57 mètres en 24 heures !
Quelle est la tour d’aération de tunnel la plus inédite au monde ?La tour d’aération « Kaze no to » se dresse au cœur de la baie de Tokyo. En forme de cône, cette énorme construction est devenue dès sa mise en service en 1997 une figure emblématique de la ville. Elle permet l’évacuation des gaz du plus long tunnel sous-marin routier au monde (9,6 km).
Tour d'aération « kaze no to » (baie de Tokyo, Japon) et Aqualine (baie de tokyo, Japon) Le tunnel du Mont Blanc, mis en service en 1965, a été creusé à l'explosif. L'avancement journalier moyen a été de 7 m. Une telle cadence, pour ce type de roches dures et qui s'écaillent sous les pourtours de l'excavation, n'a jamais été dépassée depuis.
Qu’est-ce que les écoducs ?Ce sont des tunnels spécifiquement destinés à permettre à des espèces menacées de traverser des routes sans danger. Ces ouvrages sont récents et se développent de plus en plus lors de constructions nouvelles des autoroutes.
Ecoduc situé sur l'autoroute bruxelles-Luxembourg