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Pierre GESTA : Ingénieur de l’École Centrale de Paris - Ancien Directeur à la SOGEA - Président du Comité technique de l’Association Française des Travaux en Souterrains (AFTES)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Il est d’usage d’affirmer que les ouvrages souterrains, sans même parler des cavernes naturelles qui abritèrent les hommes préhistoriques et qui servirent de cadre à leurs premières manifestations artistiques, figurent certainement parmi les plus anciennes constructions de l’homme.
Qu’il s’agisse de moyens d’attaque ou de défense comme dans les tunnels de communication secrets des châteaux forts du Moyen Âge, de moyens d’extraction des richesses de la terre dans les galeries des mines ou de moyens de transport comme les aqueducs souterrains des villes romaines, les tunnels étaient déjà connus et utilisés dans la plus lointaine antiquité.
Le tunnel le plus ancien actuellement connu semble bien être celui qui a été construit en Mésopotamie sous l’Euphrate il y a 4 000 ans à l’époque de la reine Sémiramis. D’une longueur de 1 km, il reliait le palais royal de Babylone au temple de Jupiter.
Les civilisations modernes ont élargi l’emploi des tunnels au domaine des communications pour franchir un obstacle qu’il s’agisse d’une chaîne de montagnes, d’un cours d’eau, ou même du cœur d’une ville. Aujourd’hui, des cavités souterraines sont construites pour assurer le stockage de matières encombrantes ou dangereuses (pétrole, gaz), pour décongestionner la surface des villes (parkings souterrains) ou pour loger des unités de production d’énergie (centrales enterrées).
L’importance croissante des considérations d’environnement et la saturation du sol devraient logiquement conduire à un accroissement du nombre des ouvrages souterrains, soit dans le domaine des installations industrielles, soit pour le stockage des déchets, soit pour la protection des populations et des installations vitales en cas de conflit.
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2. Caractéristiques géométriques et profil en long
Les données du projet diffèrent suivant la destination finale des ouvrages. Nous examinerons donc les données habituelles propres à chaque type de tunnel.
2.1 Tunnels ferroviaires
La section utile d’un tunnel ferroviaire dépend de plusieurs facteurs et, en premier lieu, du gabarit du matériel roulant appelé à circuler sur la ligne.
On distingue en général le contour de référence et le gabarit limite des obstacles qui tient compte de la nécessaire distance de sécurité et du surprofil nécessaire dans le cas des voies en courbe et en dévers. Le contour de référence a évolué avec le temps, tout d’abord en fonction de l’électrification des lignes pour y inscrire les caténaires. Cette première évolution a entraîné de nombreuses modifications des profils de tunnels (alésage des maçonneries ou abaissement des voies) aujourd’hui pratiquement achevées. Une nouvelle série de travaux se fait jour actuellement pour permettre le « ferroutage », c’est‐à‐dire le transport des marchandises dans des « contenants » spécialisés, par plusieurs modes de transports successifs sans manutention des marchandises elles‐mêmes. Il peut s’agir de conteneurs maritimes ou terrestres ou de semi-remorques routières. Tous ces engins font l’objet de standards internationaux qui conduisent, dans certains cas, à des gabarits (figure 3) moins écornés dans leur partie supérieure que le gabarit A actuel ; il s’agit du gabarit B (ou B +). La SNCF s’emploie à faire en sorte que ce nouveau gabarit soit respecté sur quelques grandes liaisons. Un gabarit C permettant d’accepter indifféremment tous les types de conteneurs actuels, mais qui comporte une surhauteur de 0,40 m, pourrait être pris en considération sur certaines lignes nouvelles. Un chiffre indique bien l’ampleur du problème des gabarits, c’est celui du nombre total de tunnels en exploitation sur le réseau français, soit 1 354 pour une longueur cumulée de 536 km.
Un autre facteur intervient sur les lignes où doivent circuler des trains à grande vitesse, c’est la notion du volume minimal d’air à...
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