Tunneliers

publié le 5 octobre 2007 (modifié le 26 décembre 2007)

 

Les tunneliers ou TBM (Tunnel Boring Machine) sont de véritables usines souterraines destinées à créer des tunnels en effectuant plusieurs opérations successives : percement, soutien des terrains traversés, réalisation du tunnel.

Un tunnelier se compose principalement des éléments suivants :

  • La roue de coupe (ou tête d’abattage) : Fixée à l’avant du bouclier, elle assure l’excavation, même dans des roches très dures, grâce à ses molettes de coupe et à des pics en carbure de tungstène (métal très résistant).
  • La chambre de forage : Située à l’avant du tunnelier, elle s’adapte à la diversité des terrains, meubles ou durs, avec ou sans pression d’eau, et offre un accès aux ouvriers pour nettoyer ou changer les outils de coupe.
  • Le bouclier : Ce cylindre métallique garantit la protection et l’étanchéité du travail d’excavation sur le front de taille. Il se termine par une « jupe » sous laquelle sont mis en place les voussoirs composant le revêtement du tunnel.
  • La vis d’extraction : Elle permet d’extraire les déblais, en les remontant jusqu’au convoyeur à bandes qui les évacue à l’arrière du tunnelier.
  • Le train suiveur : Situé à l’arrière du tunnelier, il permet notamment d’approvisionner le tunnelier en voussoirs. Certains peuvent s’étendre sur plusieurs centaines de mètres.
Pour le percement de la ligne 9 du métro de Barcelone, un tunnelier de 11,95 m. de diamètre !
Pour le percement de la ligne 9 du métro de Barcelone, un tunnelier de 11,95 m. de diamètre !
(D.R. NFM-Technologies)

Le travail s’effectue en deux phases majeures : le forage et la mise en place des voussoirs.

Durant le forage, la roue de coupe tourne sur son axe avec une forte pression, et les molettes de coupe éclatent la roche. En même temps, des goulottes reçoivent les déblais et les font tomber en bas du bouclier, dans la chambre d’abattage d’où ils sont évacués.

Au fur et à mesure que le forage s’effectue, le tunnelier va poser les voussoirs qui constituent les parois du tunnel. Ceux-ci sont acheminés par le train suiveur, puis dirigés vers des érecteurs qui les mettent en place à l’abri de la jupe métallique du bouclier. Le tunnelier peut alors y prendre appui et avancer grâce à des vérins de poussée.

Les tunneliers sont acheminés et assemblés sur chaque chantier. Dans le cas de tunnels en profondeur, ils sont descendus par un puits d’accès jusqu’à la galerie de percement.

Aujourd’hui, le diamètre des tunnels réalisés peut dépasser les 15 m. La vitesse de creusement maximum, quant à elle, varie de 30 à 60 m par jour. Les techniques de guidage font massivement appel à l’informatique, avec des logiciels intégrant des appareils de mesure (théodolite) et des capteurs, ce qui permet de respecter la trajectoire prévue à quelques centimètres près.

Les tunneliers sont de plus en plus souvent utilisés en milieu urbain (tunnels ferroviaires et routiers, collecteurs d’assainissement...), car ils permettent de préserver les activités en surface.