13. Longs tunnels ferroviaires
Le problème de la traversée des Alpes par les voies ferrées a été résolu par la construction de longs tunnels : en 1871, Mont-Cenis (12,2 km) ; en 1881, Saint-Gothard (14,9 km) ; en 1884, l'Arlberg (10,25 km) ; en 1898, Tende (8,1 km) ; en 1905, Simplon (19,8 km), doublé en 1921 ; en 1906, Tauern (8,5 km) et Karawanken (7,9 km) en 1912, Loetschberg (14,6 km) ;. Beaucoup de ces tunnels sont doublés par un tunnel routier. À l'origine, la traction à vapeur nécessitait une ventilation artificielle. Le recours à la traction électrique a permis de s'en passer.
De nouvelles lignes aux caractéristiques géométriques très contraignantes sont construites pour les trains à grande vitesse (jusqu'à 350 km/h). Dans les sites accidentés, elles comportent des tunnels (la ligne du T.G.V.-Atlantique comprend trois tunnels, celle du T.G.V. de contournement de Lyon jusqu'à Valence, quatre tunnels, et celle du T.G.V.-Méditerranée jusqu'à Marseille, cinq tunnels). À ces grandes vitesses, un phénomène gênant se produit à la traversée des tunnels : le rétrécissement de la section libre au droit des trains crée à leur extrémité des ondes de pression dont l'amplitude est proportionnelle au carré de la vitesse. Elles se réfléchissent aux extrémités et sur le train au retour. Les variations rapides de pression qui en résultent ne doivent pas dépasser un certain seuil. Cela conduit à augmenter la section du tunnel par rapport aux sections traditionnelles, pour atteindre 100 mètres carrés avec deux voies dans le cas de rames bien pressurisées et 160 mètres carrés sinon.
Un autre effet se produit avec les trains à grande vitesse, les trains lourds et les métros : la température de l'air s'élève à cause de l'énergie dissipée par le train (frottement aérodynamique, moteurs thermiques, freinage), car la chaleur finit par ne plus être dissipée par le terrain quand un régime s'établit. Cela peut provoquer des pannes de moteurs de traction. Le tunnel sous la Manche est refroidi par de l'eau rafraî […]
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