TUNNELS

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Tunnels routiers

Le développement du trafic automobile dans les villes et la nécessité de liaisons rapides de grande capacité donnent aux tunnels routiers un essor récent. Ces ouvrages sont remarquables par leurs grandes sections, comparables à celles des usines souterraines. En effet, pour placer trois voies routières, des distances entre parois d'au moins 12 à 13 mètres sont nécessaires. Le premier tube du tunnel de Saint-Cloud en région parisienne, ouvert en 1945, a une largeur de 17 mètres entre piédroits. Il est exploité à quatre voies de circulation. 613 des 870 tunnels routiers français ont moins de 200 mètres de longueur et ne nécessitent pas d'équipements importants. En revanche, dès que leur longueur s'accroît et que le trafic augmente, les tunnels routiers demandent l'installation et l'utilisation d'un assez grand nombre d'équipements pour leur permettre d'assurer, dans des conditions acceptables, le transit des véhicules. Ce sont des dispositifs destinés à restituer, au moins partiellement, les conditions d'ambiance de l'extérieur : atmosphère du tunnel non toxique, visibilité suffisante pour les conducteurs (fonction de la vitesse et des variations d'éclairage entre l'extérieur et l'intérieur), écoulement fluide du trafic.

Tunnel routier à grande section

Dessin : Tunnel routier à grande section

Tunnel routier de la déviation de Foix sur la RN 20. Pour placer deux voies de circulation de 3,50 m, il faut creuser une excavation d'environ 12 m de diamètre. Au-dessus d'un plafond en béton, des conduits assurent l'arrivée d'air frais pour la ventilation, ou l'extraction des fumées en... 

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Les véhicules dégagent des gaz toxiques et des fumées entraînant une pollution de l'air. La teneur admissible en oxyde de carbone, de 50 à 90 parties par million en volume, est bien inférieure aux seuils de toxicité. Les teneurs en oxydes d'azote, essentiellement en dioxyde de NO2, sont également réglementées en souterrain. Les moteurs Diesel dégagent des fumées dont la teneur admissible dans un tunnel est exprimée par un coefficient d'absorption par mètre de distance. Ce seuil permet d'assurer une visibilité suffisante.

Tous les tunnels sont normalement parcourus par des courants d'air longitudinaux qui s'établissent en fonction des différences de pression entre leurs deux extrémités et de divers autres phénomènes. Ces courants d'air suffisent pour les tunnels de moins de quelques centaines de mètres et dont le trafic dans les deux sens ne dépasse pas quelques centaines de véhicules par heure. Dans les tunnels unidirectionnels, fréquents sur les autoroutes, la circulation des véhicules entraîne l'air et crée une autoventilation qui peut suffire pour des longueurs plus importantes. Dans les tunnels où la circulation s'effectue dans les deux sens, les effets de pistonnement ont tendance à s'annuler, si bien qu'au-delà de 200 ou 300 mètres il peut devenir nécessaire de recourir à une ventilation artificielle.

Dans le système de ventilation longitudinal, l'air est poussé par de petits groupes motoventilateurs appelés accélérateurs, placés en voûte du tunnel. Le débit total d'air dans le tunnel, et donc la longueur sur laquelle ce système peut s'appliquer sont limités par la vitesse acceptable de l'air, qui est de l'ordre de 8 à 10 mètres par seconde. En cas d'incendie, la ventilation est utilisée pour pousser les fumées en direction d'une des têtes, à condition qu'il n'y ait pas d'automobilistes arrêtés sur son trajet. Principalement pour cette raison, le système de ventilation longitudinal est surtout adopté pour des tunnels unidirectionnels.

Lorsque cette solution n'est pas applicable, il est réalisé des conduits longitudinaux permettant d'insuffler de l'air frais à intervalles réguliers sur toute la longueur du tunnel et, le cas échéant, d'extraire de l'air vicié. dans le système semi-transversal, seule l'injection d'air frais est utilisée en exploitation normale. En cas d'incendie, une autre gaine, dans laquelle la circulation d'air est inversée, permet d'extraire les fumées. Un débit minimal d'extraction de 110 mètres cubes par seconde par kilomètre est considéré comme indispensable pour aspirer les fumées en cas d'incendie d'un camion. Le système semi-transversal n'est pas applicable en exploitation normale aux tunnels très longs, car l'air frais injecté dans le tunnel doit s'échapper par les têtes et peut conduire à des courants d'air longitudinaux trop rapides. On doit alors extraire de l'air du tunnel sur tout ou partie du tunnel au moyen d'un conduit séparé, ce qui constitue le système de ventilation. Ce système, avec des puits intermédiaires, est employé pour de très longs tunnels comme ceux du Saint-Gothard (16,9 km) – le plus long tunnel routier du monde avant l'ouverture de Laerdal (Norvège) en 2000 avec ses 24,5 km –, et du Fréjus (12,9 [...]

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Abattage à l'explosif : tunnel de Chamoise

Abattage à l'explosif : tunnel de Chamoise
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Tunnelier pour roches dures

Tunnelier pour roches dures
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Tunnelier bouclier pour roches tendres

Tunnelier bouclier pour roches tendres
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Écrit par :

  • : ingénieur général des Ponts et Chaussées; directeur du Centre d'études des tunnels (Cétu), du ministère de l'Équipement, Bron
  • : Ingénieur général des Ponts et Chaussées. Directeur du Centre d'Etudes des Tunnels (C.E.T.U.).

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Pour citer l’article

Michel MAREC, Jean PÉRA, « TUNNELS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 11 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/tunnels/