Tunneliers

L’essor des travaux souterrains au cours des vingt dernières années est dû, bien naturellement, à l’importance croissante des considérations d’environnement et à l’encombrement de la surface qui en ont généralisé le besoin ; il est dû aussi aux progrès réalisés dans la technologie de construction de ces ouvrages et, notamment, à l’apparition des tunneliers qui ont permis à la fois de réduire considérablement les risques de ces travaux et d’en améliorer de façon spectaculaire la productivité.

Alors que, à la fin du 19 ^e siècle, l’emploi de l’explosif dans les mines et les travaux souterrains a marqué vraiment une étape décisive pour le développement de ces travaux, il est vrai que l’une des préoccupations majeures des techniciens, aujourd’hui, est de s’affranchir des inconvénients liés à l’explosif qui sont essentiellement : l’ébranlement et la désorganisation du terrain encaissant, les hors profils, les risques d’accidents spécifiques, les coûts induits par ces inconvénients, notamment en matière de soutènement et de revêtement.

Mais le passage du creusement à l’explosif au creusement mécanique s’est très longtemps heurté à un obstacle économique majeur à cause du coût relativement faible de l’énergie chimique contenue dans l’explosif par rapport à l’énergie mécanique, dite noble. La raréfaction des équipes de mineurs, personnel très spécialisé, a accéléré l’évolution, alors qu’une meilleure connaissance théorique des conditions d’attaque du terrain par des outils mécaniques et les progrès dans la configuration des têtes d’abattage permettaient d’en élargir le champ d’application à des gammes de terrains de plus en plus variées et d’en améliorer le rendement.

C’est en 1881 que la première machine de creusement mécanique d’un tunnel a été conçue et réalisée par le Colonel de Beaumont, lors des premiers travaux de reconnaissance en vue de la construction du tunnel sous la Manche. Cette machine, mue à l’air comprimé et destinée à être utilisée dans un matériau à la fois tendre, cohérent et relativement homogène, à savoir la craie bleue du Pas-de-Calais, a creusé avec succès 2,5 km de galerie de 2,14 m de diamètre en 1882 et 1883.

Si l’on excepte le matériel minier, et notamment les haveuses, aucune tentative nouvelle n’est entreprise en matière de travaux publics avant 1954, date à laquelle apparaît aux États-Unis (galerie hydroélectrique d’Oache) le premier tunnelier destiné à fonctionner dans un terrain schisteux.

Ce n’est ensuite que lentement et progressivement que de nouveaux matériels vont être conçus pour élargir le champ d’emploi des tunneliers, d’une part vers des roches de plus en plus dures (gneiss compacts) tant aux États-Unis qu’en Suisse ou en Italie, d’autre part vers des terrains de moins en moins cohérents, voire meubles et aquifères (France, Allemagne, Angleterre et surtout Japon). On peut affirmer aujourd’hui que plusieurs milliers de tunneliers de types divers et de diamètres compris entre 1 et 12 m ont été construits et mis en service à travers le monde (figure 1).