3. Utilisations de l'espace souterrain
Des tracés en tunnel se sont imposés depuis longtemps pour permettre aux voies de communication de franchir les reliefs, comme les grands tunnels ferroviaires à travers les Alpes à la fin du xixe siècle. Le tracé de voies de communications à grande vitesse fait appel aux tunnels dans les zones difficiles, pour permettre de réaliser les courbes minimales. Les avantages économiques sont évidents quand l'itinéraire est raccourci, permettant ainsi des gains sur le temps et les frais de transport. La suppression des dénivellations coûteuses pour le transport des marchandises lourdes, l'absence de conditions hivernales, la protection contre les risques d'avalanches ou de chutes de pierres sont également à porter au crédit des tunnels.
En ville, le passage en souterrain du trafic permet de supprimer localement des nuisances (bruit, pollution) et l'effet de coupure, et libère la surface pour d'autres utilisations. Dans l'aménagement de quartiers neufs, la conquête de l'espace souterrain affranchit la surface au profit des piétons, par l'utilisation en profondeur de plusieurs niveaux, soit pour les circulations en séparant les trafics, soit pour des parcs de stationnement, et facilite la création de galeries pour regrouper les canalisations des services publics (exemple de l'aménagement du quartier d'affaires de la Défense, à l'ouest de Paris).
L'utilisation du sous-sol est également motivée par les besoins de protection contre une agression armée (constitution de stocks, abris, centres de commandement et de transmission, etc., qui peuvent, en temps de paix, être gérés pour d'autres usages).
Le sol constitue, à la longue, un isolant thermique. Des installations consommatrices d'énergie, telles que dépôts d'aliments surgelés, stations d'épuration d'eaux usées, piscines, etc., comme cela est pratiqué dans les pays scandinaves, peuvent y trouver des conditions économiques de réalisation.
Le stockage d'hydrocarbures en caverne artificielle, ou réutilisée, bénéficie des deux aspects précédents (stockage en cavité minée de Lavéra, stockage dans la mine abandonnée de May-sur-Orne).
L'enfouissement de déchets radioactifs en sous-sol, dans des cavernes susceptibles de rester en l'état plusieurs centaines d'années, est une solution envisagée par les pays producteurs ou utilisateurs de combustible nucléaire.
Pour réaliser économiquement des conduites forcées à haute pression ou des usines hydroélectriques, on met à contribution les propriétés mécaniques des roches.
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