Avec plus de six millions de kilomètres d’autoroutes et 240 000 kilomètres de voies ferrées serpentant à travers les États-Unis, la vie en surface est devenue de plus en plus encombrée. Les tunnels fournissent une partie des derniers espaces disponibles pour les voitures et les trains, l’eau et les égouts, et même les lignes électriques et de communication. Aujourd’hui, il est possible de percer des montagnes et de creuser sous les océans en toute sécurité, mais il n’en a pas toujours été ainsi. En fait, il a fallu des milliers d’années aux ingénieurs pour perfectionner l’art de creuser des tunnels.
Ancien aqueduc romain
Les ingénieurs romains ont créé le plus vaste réseau de tunnels du monde antique. Ils ont construit des structures inclinées, appelées aqueducs, pour transporter l’eau des sources de montagne vers les villes et les villages. Ils ont creusé des chambres souterraines et construit d’élégantes structures en arc non seulement pour acheminer l’eau douce dans la ville, mais aussi pour évacuer les eaux usées.
Worsley Underground
Tunnel du canal
Sans routes ni chemins de fer pour transporter les matières premières de la campagne à la ville, les autoroutes aquatiques sont devenues le meilleur moyen de transporter des marchandises sur de grandes distances.
Tunnel de Hollande
Au cours des 19e et 20e siècles, le développement du transport ferroviaire et automobile a conduit à des tunnels plus grands, meilleurs et plus longs.
Tunnelier
Avec les dernières technologies de construction de tunnels, les ingénieurs peuvent forer à travers les montagnes, sous les rivières et sous les villes animées. Avant de creuser un tunnel, les ingénieurs étudient les conditions du sol en analysant des échantillons de sol et de roche et en forant des trous d’essai.
Il y a trois étapes pour réussir un tunnel.
Aujourd’hui, les ingénieurs savent qu’il y a trois étapes fondamentales pour construire un tunnel stable. La première étape est l’excavation : les ingénieurs creusent dans la terre avec un outil ou une technique fiable. La deuxième étape est le soutien : les ingénieurs doivent soutenir tout sol instable autour d’eux pendant qu’ils creusent. La dernière étape est le revêtement : les ingénieurs ajoutent les touches finales, comme la chaussée et les lumières, lorsque le tunnel est structurellement solide.
Selon le contexte, les tunnels peuvent être divisés en trois grands types :
Section du bouclier du
tunnel de Brunel
sont généralement peu profonds et sont souvent utilisés comme métros, systèmes d’approvisionnement en eau et égouts. Comme le sol est mou, une structure de soutien, appelée bouclier de tunnel, doit être utilisée à la tête du tunnel pour l’empêcher de s’effondrer.
Voyez les forces qui agissent sur les tunnels à sol meuble !
Intérieur du tunnel de Hoosac
nécessitent peu ou pas de soutien supplémentaire pendant la construction et sont souvent utilisés comme voies ferrées ou routes à travers les montagnes. Il y a des années, les ingénieurs étaient obligés de faire sauter les montagnes à la dynamite. Aujourd’hui, ils s’appuient sur d’énormes engins mangeurs de roches appelés tunneliers.
Voyez les forces qui agissent sur les tunnels rocheux !
Section de tunnel,
Boston Harbor
sont particulièrement délicats à construire, car l’eau doit être retenue pendant la construction du tunnel. Les premiers ingénieurs utilisaient des chambres d’excavation pressurisées pour empêcher l’eau de jaillir dans les tunnels. Aujourd’hui, des segments de tunnel préfabriqués peuvent être mis en position par flottaison, coulés et attachés à d’autres sections.
Voyez les forces qui agissent sur les tunnels sous-marins !
Maintenant que vous en savez plus sur l’histoire des tunnels, essayez de creuser le vôtre dans le défi des tunnels !