CHAPITRE IV

Le percement des galeries souterraines et rétablissement des voies ferrées. — Détermination de Taxe du tunnel. Creusement des puits intermédiaires. Le Théodolithe. — <- L'attaque des galeries élémentaires. Les outils du mineur. La poudre. — Le travail dans les roches dures, ébouleuses ou aquifères. Les boisages. — Les tunnels du Sommering (Autriche) et du Hauenstein (Suisse). — La maçonnerie de revêtement. L^architecture des tunnels. — Les deux tunnels sons-fluviaux de la Tamise. — Analogie des travaux modernes avec ceux des anciens. Le tunnel de Hagdek près du lac de Bienne. L'aqueduc souterrain dé Bougie.

L'art des travaux souterrains, en ce qui regarde surtout le percement des montagnes, ne s'est complètement développé que de nos jours. On peut dire avec raison qu'il appartient à ce dix-neuvième siècle qui, en quelques années, a vu se produire les plus grands efforts de l'industrie humaine : la découverte et l'application de la vapeur, de l'électricité et du gaz, c'est-à-dire de la lumière, de la correspondance et de la locomotion instantanées. Moins orgueilleux que nos ancêtres, mais en retour plus pratiques, adoptant comme principe et comme règle le bien de tous, et npn la fan-

taisie d'un seul» nous avons su égaler^ surpasser même, leurs imposants ouvrages. Nulle stèle aux hiéroglyphes bariolés, racontant les exploits d'un conquérant, ne décore les parois de nos galeries souterraines ; seul le panache de fumée de la locomotive les estompera de sa traînée de suie, et c'est à grand'peine que les archéologues des siècles futurs découvriront, encastré dans une] simple pierre de taille, le nom de l'ingénieur qui aura présidé modestement au pénible travail.

En dehors des monuments de Tart qu'ils nous ont laissés, ordinairement consacrés aux rites du culte ou aux magnificences du souverain, les anciens construisaient cependant des travaux tout à fait analogues à ceux que nous allons étudier. Tels sont le percement du tunnel d'écoulement du lac Fucino ou émissaire; de Claude; le passage de la voie Flaminienne à travers les Apennins; le tunnel de Hagdeck, récemment découvert, et dont nous parlerons à la fin de ce chapitre pour le comparer aux travaux modernes. Mais chez les peuples anciens, et même aux époques plus rapprochées de notre histoire, on ne trouve qu'en très-petit nombre les ouvrages qui peuvent vraiment être assimilés à ceux dont nous venons de parler, tant pour le mode de construction employé que pour le but auxquels ils étaient destinés, la locomotion. La découverte de la vapeur, la mise en pratique de l'invention des voies ferrées, étaient les conditions nécessaires du dernier développement des galeries souterraines.

Les routes que nous voyons encore circuler en zigzag sur le flanc des montagnes devenaient complètement insuffisantes. Il était difficile, pour ne pas dil-e impossible , eu égard aux principes d'économie les plus élémentaires, de laisser séparés deux tronçons de voie, aboutissant chacun à l'un des deux pieds d'une

montagne. Les dépenses de transbordement par véhicule ordinaire eussent été considérables, les pertes de temps pour les voyageurs incalculables, le trafic restreint par cela même. Construire des galeries souterraines devenait une nécessité inévitable.

Dans le percement de ces galeries, dont le but unique est l'exploitation des voies ferrées, on a tout intérêt à conduire le travail avec le plus de célérité possible, afin que le capital dépensé trouve au plus vile, dans les bénéfices de l'exploitation future, une juste rémunération. Le premier ennemi à vaincre est donc le temps. Economie de temps, économie d'argent, time is money, disent les Anglais, de qui nous avons pris, en même temps que cette formule, le nom môme de tunnel, qui est celui de leurs ouvrages d'art souterrains.

. Fig. 20. — MuUipUcalioa des attaques d'un tunnel en construction.

L'économie de temps, dont nous venons de signaler l'importance capitale, sera évidemment atteinte s'il est possible d'attaquer le souterrain par plusieurs points à la fois, de creuser dans la direction désignée d'avance, et à la profondeur voulue, des galeries qu'on réunira ensuite, comme les tronçons coupés d'un énorme serpent. Pour arriver à multiplier le nombre des attaques, il était tout naturel de songer à creuser des puits verticaux rejoignant l'axe du souterrain. C'est ainsi que le problème fut résolu.

Supposons qu'on ait décidé par exemple de creuser une galerie souterraine dans une montagne dont le profil est indiqué par le contour de la figure ci-contre. Au moyen d'opérations géodésiques souvent très-compliquées, on a ce qu'on appelle relevé le profil de la montagne, et, après l'avoir reporté sur le papier, on a tracé l'axe AB du souterrain. Si nous nous contentons d'attaquer seulement le tunnel par ses extrémités, l'opération pourra être fort longue, chacune des deux moitiés exigeant un laps de temps relativement considérable. Mais si nous parvenons à creuser dans la montagne, en partant de son sommet, jusqu'à l'axe du souterrain, des puits marqués en a, 6, c, d..., il s'ensuivra qu'il sera possible d'attaquer le tunnel en autant de fois deux endroits qu'il y aura de puits, soit deux attaques par puits. S'il y a cinq puits, nous aurons d'abord les deux attaques aux têtes A et B, puis deux attaques par puits, soit iO attaques intermédiaires, en tout 12 attaques, 12 tronçons à percer simultanément. Le travail s'effectuera en douze points à la fois, et ces douze tronçons réunis formeront le véritable tunnel.

Cette opération fondamentale qui préside au percement des galeries souterraines était déjà connue des Anciens. Malgré les milliers d'esclaves qu'ils pouvaient, sans respect de leur liberté et de leur existence, sacrifier à l'exécution de leurs travaux imposants, ils recherchaient, eux aussi, pour le percement de leurs galeries souterraines, l'économie de temps dont nous avons reconnu l'avantage. Dans les rares vestiges des travaux souterrains qu'on découvre de temps à autre sous les couches récentes qui les ont ensevelis, les puit»sont encore intacts, et creusés, comme ceux d'aujourd'hui, dans Taxe du tunnel. Au lac Fucino, trente-deux puits, d'une profondeur qui varie entre 20 et 130 mètres, sont creusés dans le calcaire compacte. La description du

tunnel récemment découvert de Hagdeck, près du lac de Bienne, éclairera complètement notre lecteur sur ce point délicat et curieux de l'art chez les Anciens.

Les positions respectives des puits et leur distance les uns des autres une fois déterminée — cette distance est en général de 17S à 300 mètres — ou commence l'attaque verticale qui se fait d'habitude à la poudre. Si

Fig. 11. — Caup«

le terrain ne présente pas une solidité parfaite, il devient indispensable de revêtir le puits, de la manière que nous avons indiquée pour les puila de mincîmes mineurs boisent à mesure qu'ils avancent, et on construit le puits 4iar reprise. De distance en distance, on pose des cadres en liois affectant la forme d'un octogone circonscrit à un cercle de 3 mètres environ de diamètre, et par-dessus ce cadre on construit les mai;onneries qu'on relie ensvdte les unes aux autres.

Parfois, pendant la première partie du travail, on rencontre des nappes d'eau assez abondantes, qu'il est indispensable de détourner pour empêcher les irruptions qui amèneraient la cessation du travail. On perce alors, transversalement aux puits qu'il faut préserver, des galeries d'écoulement qui déversent les eaux à l'extérieur. Lorsqu'on perça le fameux souterrain de Blaisy, la longueur de toutes ces galeries d'écoulement formait un total de 1^000 mètres. Si nous prenons comme exemple le même travail, nous voyons la profondeur des puits varier beaucoup, depuis 14 mètres (puits des deux têtes) jusqu'à 196*^,50. Le nombre des puits était de 21.

Pour monter les déblais et descendre les matériaux, ainsi que pour le service des ouvriers dans les puits, on se sert de benneSy ou de wagons suspendus à des câblés. Quand les puits n'atteignent pas une grande profondeur, ces câbles sont mus par des chevaux au delà d'une certaine limite, on établit des machines à vapeur. Ces machines à vapeur mettent en mouvement deux bobines, autour de chacune desquelles s'enroule un câble plat portant une benne à son extrémité. Ces câbles sont enroulés, l'un dans un sens, l'autre dans un autre, de sorte que, quand la machine est en mouvement^ l'un des câbles s'enroule et fait monter la benne, tandis que l'autre se déploie et fait descendre la seconde benne. Une benne chargée, met environ deux minutes et demie pour monter du fonds d'un puits de 150 mètres de profondeur jusqu'à la surface du sol. Si on compte le temps nécessaire à l'accrochage et au décrochage des bennes, et le temps perdu à la rencontre, où l'on ralentit la marche de la machine pour éviter le choc des deux bennes, on monte en moyenne 11 bennes par heure.

88 LES GALERIES SOUTERHÂINES.

Les bennes dont on se sert d'habitude sont d'une contenance d'environ deux tiers de mètre cube ; elles sont en douves de chêne cerclées de fer, suspendues au crochet du câble au moyen de quatre chaînettes. La benne ^ chargée au fond du puits, est accrochée au câble, que le machiniste met en mouvement sur un signal donné par l'accrocheur. Quand les deux bennes sont près de se rencontrer, le machiniste ralentit le mouvement des câbles ; ce moment passé, il lui rend sa vitesse. Quand la benne approche de l'orifice du puits, le receveur ouvre les trappes qui le recouvrent et qui sont toujours fermées, la benne arrive au jour, le machiniste arrête la marche du câble, le receveur ferme les trappes, et deux manœuvres roulent jusque sur ces* trappes un train qui repose sur un chemin de fer. Le machiniste fait redescendre la benne sur le train, les manœuvres l'v fixent au moven de deux chevilles de fer, autour desquelles la benne peut tourner comme autour d'un axe horizontal. Le train chargé est roulé ensuite sur la voie ferrée de service jusqu'au lieu de dépôt ; là, un faible effort contre la benne la fait basculer autour des chevilles et fait tomber le déblai qu'elle contient. Cela fait, les manœuvres ramènent le train et la benne vide sur le puits, accrochent cette dernière au câble ; la benne est bientôt redescendue au fond où on la remplit de nouveau.

C'est aussi dans les bennes que les ouvriers sont descendus dans les puits, et ramenés à l'extérieur. On avertit alors le machiniste, pour qu'il prenne plus de précautions à la rencontre et à l'arrivée des bennes.

Les puits dontnous venons de décrire le fonçage, et dont la bonne exécution entraine la célérité des travaux, ne sont jamais creusés dans l'axe même du souterrain ; leur orifice est choisi à dix mètres environ de cet axe. Diverses causes s'opposent à ce que ces puits soient

LES TCIfNELS. ^9

foncés dans l*axe même : ks eanx du ciel par exemple, et les eaux d*infi]tration détérioreraient ^ite la Toie. Cest encore ponr cette dernière raison que ces poits sont creusés plos bas que le nireau même du souterrain. Les eaux d'infiltration s^accumulent dans le fond on puisard^ qu'on fide avec des bennes pendant la durée du traTail. Lorsque le puits est complètement terminé, Teau s*écoule par une conduite en fonte, se déversant dans l'aqueduc central qui recueille les suintements du tunnel.

Cette disposition des puits en dehors de Taxe du souterrain nécessite, lorsque le fonçage est arrivé à une profondeur suffisante, le percement d'une petite galerie transversale, perpendiculaire à l'axe du puits, jusqu'à la rencontre du souterrain lui-même. Cette petite galerie est percée de telle façon, que son ciel soit à peu près au niveau de l'extrados ou partie supérieure de la voûte future du tunnel. Lorsque cette petite galerie a atteint une longueur de dix mètres, les mineurs ont rejoint Taxe véritable du souterrain en construction.

Nous pouvons faire ici une première halte dans la description complète des travaux qui concourent, chacun pour sa part, à l'établissement définitif d'une galerie souterraine. Nous pouvons supposer nos puits intermédiaires creusés , chacune des petites galeries transversales de 10 mètres terminées jusqu'à la rencontre de l'axe véritable et définitif du tunnel, ou, si l'on veut, jusqu'au milieu des voies. Il ne restera plus qu'à attaquer la galerie de chaque côté de ce dernier point, et ceci pour chacun des puits, de façon que tous ces tronçons réunis bout à bout forment l'ouvrage complet. Si la galerie doit être en ligne droite, ce qui est le cas le plus fréquent, tous les tronçons devront conserver une

direction unique, pendant toute la durée du travail, sous peine de former une ligne brisée dontle moindre inconvénient serait de ne point répondre au but qu'on se serait proposé, et d'exiger des remaniements considé-

Fig. 22. ~ Burins.

Fig. 23. — Bourroir.

rables. Cette direction en ligne droite est facilement conservée au moyen d'opérations géodésiques très-simples, exécutées avec Taide d'une lunette graduée, ou théodolithe.

L'attaque des galeries élémentaires commence sur les divers points découverts ou chantiers. Lorsque le terrain est tendre, comme il arrive pour les marnes par exemple, on se contente d'attaquer au pic et à la pelle, mais l'attaque se fait en général à la mine. Les

trous de mine sont iorés à Taide de burins en acier, sur lesquels les mineurs frappent avec des massettes en fer. Quand le terrain n'est pas très-dur, et que le trou se creuse de haut en bas, on se sert aussi de la barre à minej

Fig. 24. — Curettes.

Fig. 2S. — Epioglettes.

que le mineur soulève et laisse retomber. On a soin de mettre de Teau dans le trou pour que Toutil ne s'échaufife pas, et on le cure de temps en temps avec une petite cuiller appelée curette.

Lorsque le chef mineur juge que le trou de mine est

percé assez profond, on arrête le forage, et on bourre à

Ja poudre. Pour cela, on commence par introduire une

certaine quantité de poudre dans le trou de mine, on y

enfonce une mèche en corde tressée remplie de pulvé-

rin, et on bourre solidement le tout avec de la terre glaise. Le feu est mis aux mèches, et la mine éclate. Le nombre des trous de mine percés varie avec la dureté de la roche, Tinclinaison des bancs du terrain traversé, la partie du tunnel dans laquelle on opère ; leur disposition est laissée à la sagacité du chef mineur.

Lorsque la mine a éclaté, les déblais sont jetés dans des bennes amenées jusqu'au front d'attaque, et roulant sur une petite voie ferrée établie à cet efTet dans l'intérieur du souterrain, et rallongée à mesure que le travail l'exige. Ces bennes remplies sont ramenées jusqu'au point de départ de la'galerie, en face de l'orifice inférieur du puits, et on les fait manœuvrer sur une petite plaque tournante pour les diriger vers la chaîne d'accrochage. Le signal de rencontre est donné, et les bennes roulent sur la voie de déchargement.

Il semble d'abord que tout ce travail doit se faire trèssimplement. Il n'y pas grande difficulté en effet à forer un certain nombre de trous, à les bourrer de poudre et les faire sauter, à conduire les déblais à l'orifice inférieur du puits, et de là 4 l'entrée supérieure et au lieu de décharge. Nous n'avons rencontré jusqu'ici aucun instrument, aucun outil bien compliqué : pour la direction delà galerie, une lunette graduée et quelques jalons ; pour le travail du souterrain, le burin; la massette pour le forage ; la pelle et la benne pour le relevage et le transport des déblais. A l'extérieur, un treuil et une locomobile composent toute l'installation mécanique.

Tout serait évidemment de la plus grande simplicité si on avait toujours à opérer dans des roches consistantes, avec lesquelles on n'aurait point à craindre les éboulements. Malheureusement il n'en est presque jamais ainsi ; la plupart du temps, la roche qu'il s'agit de traverser a besoin, aussitôt après le travail, d'être sou-

tenue par une sorte de charpente provisoire composée de solides madriers assemblés qui restent en place jusqu'à ce que la maçonnerie définitive soit achevée. Parfois même, on rencontre des terrains ne présentant pour ainsi dire aucune consistance et tellement délités, que le boisage en charpente devient insuffisant ; le travail doit se faire à l'abri d'un bouclier en bois, et même en tôle, si on ne veut pas s'exposer à voir l'irruption des terres supérieures ensevelir et le travail en cours d'achèvement, et les ouvriers qui y sont occupés.

L'exploitation souterraine des tunnels peut donc présenter trois cas bien distincts : le travail dans les roches consistantes n'exigeant aucun boisage provisoire, — le travail dans les roches fissurées auxquelles un boisage provisoire suffit, — et enfin le cas, exceptionnel heureusement, de la perforation d'une galerie souterraine dans des terrains complètement ébouleux, cooime les argiles et les sables mouvants. Dans ce dernier C9& se trouvent les deux tunnels sousfluviaux, construits à quarante années de distance sous la Tamise, mesurant chacun 400 mètres de longueur environ^ et le tunnel sous la Mersey à Liverpool. mesurant 1 ,600 mètres. Il est fort rare qu'un souterrain soit percé dans toute sa longueur sans nécessiter un boisage provisoire quelconque. Seules, les roches particulièrement dures et compactes, les granits, les calcaires compactes ou calcaires de montagne, ne nécessitent pas de boisage dans la plupart des cas ; par contre, les schistes feuilletés, dont la structure intime est propice aux infiltrations et par suite au délitement à Fair, exigent toujours des revêtements provisoires d'une solidité plus ou moins grande.

Les figures ci-après peuvent donner une idée exacte de

Fig. 36. — Marche dn travail d'an

). — Gdfrie d« direction ou d'avancement

la Djarche du travail dans toute galerie souterraine. On

commence par creuser à la partie supérieure une petite

tnimel danB les terraini consistante.

m — GlirgitMmeol de li gilsno d« dmction

galerie dite gakne de direction ou d avancement, d'environ 2', 50 de hauteur sur une laideur équivalente.

l'uquedue d'écoulement des ciui

Cette galerie une fois percée par les moyens que nous avons indiqués, on pioche jusqu'à ce que la section ait

épousé la forme de la voûte ; cette partie du travail a reçu le nom d'abattage. Le massif, qui remplit encore toute la partie inférieure de' la galerie complète — le stross — est abattu d'abord par le miliçu, ce qui permet de poser, sur chacun des deux massifs de côté, une voie de service communiquant avec la petite galerie d'avancement, et servant au transport des déblais. Ces deux derniers massifs sont enlevés à mesure que la galerie avance, et la section est ainsi complètement ouverte.

La méthode que nous venons de décrire est la méthode dite française, qui consiste à commencer l'attaque par une petite galerie supérieure. La méthode dite allemande attaque au contraire le souterrain par la partie inférieure ; elle a été suivie pour le percement du Mont- Cenis, tandis que la méthode française est actuellement employée au Saint-Gothard. Nous croyons la méthode française de beaucoup préférable. Le choix de l'un ou de l'autre procédé dépend du mode de travail qu'a adopté l'entrepreneur des travaux.

La nature de la roche exige souvent, comme nous l'avons dit, un revêtement provisoire en bois, ou boisage. Le vide produit dans le massif par le percement de la galerie détermine dans les couches voisines des tassements ou poussées considérables. On a vu des galeries ayant primitivement de 2™,50 à 3 mètres de hauteur, être complètement obstruées au bout de plusieurs années. Lorsque, sous le tzar Ivan Wassilewitch, des mineurs norwégiens retrouvèrent les vestiges des mines de cuivre exploitées par les anciens Tschoudes, et abandonnées par eux après Tinvasion des Tartares, les galeries étaient complètement bouchées ; la montagne avait reconquis peu à peu, par l'irrésistible force de sa masse, ce que l'homme lui avait enlevé.

Les charpentes de soutènement sont plus ou moins

compliquées suivant le degré d'éboulementdes terrains, les cadres de boisage d'autant plus rapprochés les uns des autres que la roche présente une solidité moins grande. On appelle cadre de boisage un assemblage de solides pièces de bois affectant les diverses formes par lesquelles passera la galerie avant son achèvement, et destinées à la soutenir avant que la maçonnerie de revêtement ait définitivement scellé le travail.

Nous ne pouvons encore mieux faire ici, pour présenter avec clarté la marche de Fopération, que de renvoyer à notre figure 27. La petite galerie de direction est d'abord soutenue par des cadres distants les uns des autres de l^jSO environ, et réunis dans Fintervalle par de solides pièces de bois appliquées contre les parois de la galerie. Lorsque l'on procède à l'élargissement de la galerie, à l'abattage, la roche est soutenue latéralement par des jambes de force dont le nombre et la disposition varient avec les dangers d'affaissement. La galerie complètement élargie, la voûte est construite, puis ie stross abattu d'un côté. Un boisage provisoire soutient le piédroit de la voûte jusqu'à ce que ce piédroit soit achevé. Le stross est complètement enlevé et le deuxième piédroit construit. Le revêtement est alors achevé ; il ne reste plus qu'à creuser l'aqueduc de déversement des eaux, à poser le ballast et la voie ferrée.

Tous ces travaux sont longs, dispendieux et difficiles. Il faut, à mesure qu'on avance, boiser pas à pas. Des hommes habiles et de sang-froid sont indispensables. En dépit de tous les accidents sont fréquents. Pendant le percement du tunnel du Hauenstein, près d'Olten, sur la ligne de Lucerne à Bâle, tunnel creusé à travers un terrain composé de calcaire, grès et sables, un éboulement engloutit vivants plus de soixante ouvriers, qui tous succombèrent avant que leurs camarades eussent pu déblayer jusqu'à l'endroit où ils avaient été englou-

Fig. !I. — Harcbe du tpavail de percement

tis. Ils furent étoufTés les uns après les autres par le manque d'air respira.ble, Détail touchant : ceux qui vécurent le plus longtemps soignèrent et enievelirent leurs

frÈres défunts avec le dévouement le plus religieui. D'nn côté élaient ensevelis les cadavres des maçons, de l'autre, .. Ils étaient rangés avec le plus grand

d'nn tnnnel dans l'es terrains ébonleax.

m — AbalUge hoiaé

oiAre Sous la tête on a^ait disposé une planche et un peu de paille Les mains avaient été pliées

IV — Approrondiuement «ïm loilte nt piSdroit de (t»iiche

La dernière opération consiste dans le revêtement en

maçunneric de la galerie souterraine. Celle maçonnerîe esl construite sur des cintres en chône d'une disposition fort simple. On en pose un tous les deux mètres environ ; dans les terrains ordinaires, on en pose de six h douze à la fois, mais dans les terrains éhouleux on en pose seulement deux ou trois. Quand les cintres sont

posés, et qu'on s'est assuré, au moyen d'un fil à plomb, qu'ils sont bien dans l'alignement et exactement verticaux, les maçons commencent à bUlir la voflte, qu'ils élèvent d'abord jusqu'à hauteur d'appui, en posant les moellons contre des anickii Jointirs, reposant euxmËmes par leurs extrémités sur les cintres. Ces couchîs

LES TUNNELS. lUI

ont douze centimètres d'équarrissage et deux mètres de longueur. Quand la voûte est construite jusqu'à hauteur d'appui, on établit des écharaudages, sur lesquels moulent les maçons qui conlinuenl leur travail jusqu'à ce qu'il ne reste que trois on quatre assises à poser au sommet delà voûte.

La maçonnerie du si

Kg. Î9. — Conilruclion ds li loillB en matonnerie d'un lunnel .

opération à part, qui termine le revêtement ; c'est ce qu'on appelle le clavage de la voûte. Le maçon claveur, placé sur un Échafaudage, pose les moellons devant lui et maçonne en reculant. Quand il a terminé le clavage, on laisse encore plusieurs jours l'anneau de maçonnerie sur les cintres, après quoi on les enlève pour les employer à la construction des anneaux suivants.

Dans les parties oiii le terrain présente desinSllrations qui pourraienl détériorer la voûte, on étend sur l'extrados une chape, ou couche de ciment qui rend la voûte imperméable. Le vide qui reste entre la chape et le terrain est rempli avec des pierres sèches ; c'est ce

qu'on appelle le blocage. Pour que le poids de ces pierres ne rompe pas la chape, on les fait reposer sur des lambris ou planches très-minces, dont on la couvre en les disposant comme des ardoises sur le toit d'une maison. Le revêtement est commencé d'habitude au milieu de

l'intervalle qui sépare deux puits. La petite galerie transversale se maçonne en dernier lieu et en suivant les procédés que nous venons d'indiquer pour la galerie principale. On emploie à cet effet de petits cintres se raccordant avec les dimensions de la galerie transversale — 1™,40 environ — qu'on pose perpendiculairement aux génératrices de la voûte ; le clavage se fait en partant du puits. Les pierres d'angle qui raccordent la grande galerie avec la petite transversale sont en pierre de taille.

Les moellons sont descendus par les puits, et roulés jusqu'aux chantiers de maçonnerie sur des trucs. On les laisse séjourner quelques jours dans les galeries avant de les employer ; de cette façon ils sont entièrement dégelés.

Les profils de maçonnerie affectent des formes différentes, suivant la constitution du terrain. Tantôt le souterrain n'est revêtu qu'à la voûte : tantôt les piédroits sont en outre maçonnés. Quelquefois môme, si la roche est très-délitée et sujette à des infiltrations considérables, le revêtement est complet, et dit avec radier. Le radier est une voûte renversée qui ferme la maçonnerie sous la voie même. On ménage dans les maçonneries des vides ou barbacanes destinées à conduire l'eau de suintement dans l'aqueduc central d'écoulement des eaux. Ces aqueducs offrent également des formes différentes suivant les terrains traversés ; ils sont tantôt simplement recouverts d'une dalle si le terrain traversé est consistant, tantôt maçonnés sur leurs parois, ou môme entièrement en pierres de taille, suivant que les infiltrations de la roche sont plus ou moins considérables.

De distance en distance, de 50 en oO mètres, on ménage, sur chaque côté du revêtement, des piédroits de la galerie principale, des niches de refuge, servant soit à ranger les outils, soit à garer les cantonniers. Les pe-

tites galènes transversales ont la même dealination.

Pendant toute la durée d exécution dun tronçon, lorsque les galeries élémentaires dont la réunion Tormera le véritable souterrain, ne sont pas encore en inication les unes avec les autres, on établit, à

l'embouchure de chaque puits, un ventilateur nécessaire au renouvellement de l'air vicié. Ces ventilateurs sont la plupart du temps très-simples, el ne donnent lieu à aucune des installations considérables que nous trouverons plus tard dans le percement des grandes ga-

LES TU^NELS. 105

leriea. On se conlenle d'une simple roue à aubes, tournant autour d'un axe dans une caisse établie au haut du puits ; l'air frais extérieur est refoulé dans un tuyau jusqu'au fond, et expulse par cela même l'air vicié dont la température est plus élevée. Lorsque deux tronçons consécutifs sont en communication l'un avec l'autre, la ventilation se fait naturellement par les puits. Il en est de même lorsque le souterrain est complètement

vif. 31. — Reièlemcnl complcl d'au tonlsmln aiec radier.

terminé. On a noté rabaissement de température dft à la ventUation par les puits dans une galerie souterraine : pendant les travaux, lorsque les galeries ne sont pas encore en communication, cette température est de 23 degrés environ pour des tunnels de moïcnue profondeur; après l'ouverture des galeries, elle n'est plus que do 14 degrés environ.

La dernière opération — ce qu'on appelle le parachèvement du souterrain, consiste dans la pose de la voie. On étend d'abord une couche de ballast (sable ou pierres concassées), de 50 centimètres d'épaisseur environ, dont le but est d'amortir les vibrations produites par le passage des convois, et qui détériorerEiient vite les rails. Les rails sont eux-mêmes fixés par des crampons sur des traverses en bois placées, comme leur nom l'indique, transversalement à la direction de la voie. Suivant les besoins de l'exploitation, le tunnel peut être à une ou deux voies. S'il y a deux voies, la largeur de chacune de ces deux voies est de 1™,50, la largeur de l'entrevoie 2™,16. Les deux dimensions principales d'un souterrain à deux voies sont en général de 8 mètres de largeur sur 6", 50 de hauteur.

Nous sommes arrivés au terme de notre description. Si, après nous avoir suivi pas à pas dans cette histoire abrégée du percement des galeries souterraines, le lecteur veut bien récapituler avec nous les phases principales du travail, il pourra les résumer ainsi : tracé de la galerie — creusement des puits et des galeries transversales, servant en premier lieu à l'exécution rapide du souterrain, et ensuite à son aérage — travail à la mine des divers tronçons de la galerie principale — opérations géodésiques nécessaires pour conserver la direction en ligne droite — réunion des tronçons partiels — muraillement de la galerie — coi.slraclion du radier et de l'aqueduc d'écoulement des eaux — ballastage, pose des traverses et de la voie.

Il nous reste à parler en dernier lieu de l'architecture des tunnels.

Au point de vue de l'art, nous sommes bien en retard, il faut l'avouer, sur les peuples qui nous ont précédés, et dont nous avons décrit les œuvres imposantes. Plus de statues colossales, immobiles, les mains collées aux ge-

HOUX, éternels gardiens funéraires, aux portes des spéos dlbsamboul : la ligne droite, froide, pratique, règle seule la décoration de nos galeries modernes. On peut citer, comme modèle de ce genre, le tunnel du Sommering, sur la ligne de Vienne à Trieste, que nous représentons ici. Son embouchure est précédée d*un magnifique viaduc, dont les piliers, savamment distribués, forment, avec la tête du tunnel déjà encadrée dans les grands sapins de la montagne, un paysage qui ne manque pas de grandeur.

Parfois cependant, l'ingénieur s*est inspiré de souvenirs artistiques, donnant à l'entrée du tunnel une architecture qui rappelle quelque peu, les montagnes aidant, les châteaux-forts de la féodalité.

Nous nous sommes trouvés jusqu'ici dans des circonstances relativement favorables. Tantôt, avec une roche consistante, le travail était régulier ; tantôt, le terrain était plus ou moins ébouleux, mais, au moyen des méthodes longues et laborieuses que nous avons décrites, le travail et la patience de l'homme venaient à bout de la tâche qu'il s'était imposée. Il n'en est pas de même pour certains travaux d'art souterrains effectués de nos jours, dont la réalisation était plus ou moins hasardeuse, et qu'il a nécessairement fallu entreprendre dans des conditions différentes de celles que nous avons passées en revue. Les deux tunnels construits, à quarante années de distance, sous le lit de la Tamise, nous ont paru le sujet le plus propre à mettre en relief les moyens d'exécution employés dans ces circonstances exceptionnelles.

Londres possède deux tunnels sous-fluviaux : le vieux tunnel, Tkames-tunnelf à double arcade, construit par l'ingénieur Brunel, en 1830, et dont le percement, accompli au milieu des circonstances les plus pénibles, dura quinze ans, — et le nouveau tunnel construit en 1870.

lin LES GALERIES SOUTERRAINES.

Le nouveau tunnel •'ous la Tarn se temii é et livie a la circulât on dans les p emiers lois de 1870 e^t situé en amont de la Tour à 500 melre'< environ du

Pont de Londres. Il est destiné à relier Tower-Hill (rive gauche, comié de Middlesex), â Vine-streel (rive droite, comté de Surrey). L'idée première de ce travail est due fi M. Peler W, lîarlow, père de l'illustre ingé-

LES TUNNELS. ill

nieur qui a dirigé les travaux. Le nouveau tunnel soiis la Tamise devait, dans le principe, faire partie d'un vaste réseau de voies souterraines, imaginé dans le but de remédiera l'encombrement forcé des rues de la Cité.

Les dépenses énormes et le temps considérable nécessités précédemment par l'établissement du premier tunnel sous-fluvial de l'ingénieur Brunel, engagèrent tout d'abord à chercher une autre solution, tout à la fois plus prompte et moins dispendieuse. Les uns proposaient l'établissement d'un viaduc, mais cette idée fut vite rejetée, en raison de la grande hauteur requise pour le passage des navires qui remontent jusqu'au pont de Londres; d'autres, l'établissement sur le fleuve de bacs à vapeur semblables à ceux qni font le service entre New-York et Brooklyn. Les embarras qu'aurait pu causer à la navigation, très-active en cette partie du fleuve, la réalisation d'un de ces deux projets, firent qu'ils n'eurent point de suite. On s'arrêta définitivement à l'idée de creuser sous la Tamise un second tunnel.

Le tunnel devait avoir 402 mètres de longueur; le point milieu n'était séparé du lit de la Tamise que par une épaisseur de 6 à 7 mètres. En partant de chacune des deux embouchures, Middlesex ou Surrey, le souterrain se composait, dans sa demirlongueur, d'un palier de 30™,oO, puis sur le reste du parcours, jusqu'au point milieu du souterrain qui devenait le point le plus bas, il accusait une pente de 0'°,025 par mètre. De cette façon, chacun des paliers nord et sud se trouvait à i 5 mètres au-dessus du niveau des hautes eaux.

Ces chiffres une fois déterminés, on dut creuser sur chacune des deux rives opposées de Middlesex et de Surrey, afin de découvrir les têtes du tunnel et de rendre ainsi la perforation possible par le moyen qu'on s'était proposé, à savoir l'établissement de deux puits, assez pro-

ii2 LES GALERIES SOUTERRAINES.

fonds pour atteindre le niveau des deux embouchures. Les deux puits, creusés par les procédés ordinaires, avaient un diamètre de 3™, 10, avec des profondeurs de ^9",20 et 17™, 10. Ils aboutissaient dans leur partie inférieure aux salles d'attente installées pour les voyageurs. Le percement de ces deux puits s'effectua dans des terrains de dépôts récents, et dans des couches argileuses séparées par un banc de graviers qui nécessita un revêtement en fonte. Le reste du puits fut revêtu en briques. Pendant la durée du travail, des eaux se rencontrèrent dans la couche de graviers ; il fallut employer des pompes d'épuisement.

Lorsque les puits eurent été creusés au niveau des deux embouchures du souterrain, le percement de la galerie commença. On se rend facilement compte des difficultés de toute sorte qui se présentaient dès le début à l'esprit de l'ingénieur chargé de diriger les travaux. Les moindres mouvements des terrains environnants pouvaient produire des fissures que le voisinage de l'eau rendait fort dangereuses. Les diverses méthodes que nous avons déjà examinées^ consistant à soutenir par des boisages plus ou moins compliqués les roches peu solides, sujettes à des affaissements^ ne pouvaient, malgré la sécurité qu'ils inspirent, être appliquées sans s'exposer aux plus grands dangers.

Qu'une fissure vienne à se produire dans le plafond, nul boisage, si solide qu'il soit, ne résistera au torrent qui va se précipiter dans la galerie, balayer devant lui tout ce qui s'opposera à son passage, matériel, hommes, détruisant d'une manière irréparable l'ouvrage déjà en construction, et opposant à la science de l'ingénieur l'inexorable veto de la nature. Les boisages ne peuvent en effet ni prendre la forme môme de l'excavation sur laquelle ils sont appliqués, ni empêcher les tassements qui se produisent inévitablement. — Il fallait donc

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songer à une méthode qui procurât une sécurité plus grande, et qui rendit parfaitement imperméable la voûte légère au-dessus de laquelle, à six mètres seulement de hauteur, était suspendue cette terrible « épée de Damoclës » toujours menaçante.

Le tunnel de la Tamise, de tout autre forme que les souterrains ordinaires, présente une section circulaire de 2^,133. Il est revêtu, non en maçonnerie, mais d'une suite d'anneaux en fonte du diamètre môme du tunnel, distants les uns des autres de 0"", 452, et réunis par des joints solidement boulonnés. L'idée qui présida à la marche du travail fut ingénieuse, en même temps que d'une simplicité remarquable.

Imaginez une sorte de bouclier circulaire — c'est le mot technique du reste — épousant la forme du tunnel, mais dont le dieunètre est de cinq centimètres infé^ rieur à celui du souterrain. Ce bouclier est formé de six voussoirs symétriques en tôle, réunis par des joints solides, et d'une ouverture centrale hexagonale, comme le montre la figure 36. Ce bouclier avance en même temps que les travaux eux-mêmes, et précède toujours la par-» tie terminée, de façon que dans le faible espace encore inachevé aucun tassement ni aucun déchirement ne puissent jamais se produire. Au devant de ce bouclier (ou plutôt derrière si on se trouve dans la partie achevée), les ouvriers creusent une petite galerie d'avancement d'environ I ™,80 de hauteur sur un mètre de largeur, et d'une longueur de 2 à 3 mètres. Les déblais sont enlevés par l'ouverture hexagonale, et transportés à là benne jusqu'à l'un des deux puits, où une locomobile les remonte au dehors.

Le bouclier supporte la partie antérieure d'un tube en tôle sur lequel il glisse. Bouclier et tube en tôle sont les deux engins protecteurs du travail. En cas d'accident grave, on peut fermer l'ouverture hexagonale

du cenlre du bouclier ; la partie achevée reste ainsi à. l'abri de l'envahissemenl de l'eau et des terres, et, pour Être nuisible, l'accident ne sera pas du moins irréparable.

Etant donnés le bouclier et le tube en t61e sur lequel il glisse, le procédé employé pour la pose d'un des an-

neaux de reiClenicnt est facile à comprendre. Supposons que le bouclier soit en Ifite et tout près de la partie déjà achevée. Il s'agit de découvrir l'espace nécessaire pour loger un anneau, ce qu'on ne peut obtenir qu'en Taisant glisser le bouclier de 0°',452 de course. A cet effet, près de sa circonférence exlérieure.le bouclier est perce de si\ trous ou{/aific,«, dunslcsqueUes s'engagèrent

six vis ou verrins qui s*appuient eux-mêmes sur des buttoirs, fixés au dernier anneau de fonte déjà posé. Ce dernier anneau est fixe. Si vous imprimez un mouvement de rotation aux verrins, il s'en suivra forcément un mouvement de glissement où d'avancement du bouclier. Lorsque, par ce mouvement, le bouclier a laissé derrière lui une longueur de 0'°^452, nécessaire à la pose de l'anneau, on ramène les verrins dans leurs gaines, on enlève les buttoirs placés contre l'anneau déjà posé, et on pose le nouvel anneau. Le tunnel est avancé de 0",452 par cette opération. La longueur du tunnel de la Tamise étant de 402 mètres, il a fallu recommencer près de neuf cents fois l'opération que nous venons de décrire. Le tunnel a été complètement achevé en une année, lé nombre des anneaux posés par jour était donc de deux à trois.

La figure 37, sur laquelle on peut suivre de nouveau la marche du travail, représente l'opération que nous venons de décrire au moment où le bouclier est arrivé au terme de sa course. B est le bouclier ; g chacune des six gal/iesdans lesquelles peuvent tourner les verrins r,. imprimant par leur rotation un mouvement de translation de 0'",452 au bouclier. Ces verrins s'appuient, sont buttés, contre la circonférence extérieure du dernier anneau ; T est le tube sur lequel glisse le bouclier. Au moment de l'opération que représente notre figure, il ne reste plus qu'à rentrer les verrins dans leurs gëdnes, et à poser le nouvel anneau.

Ce nouvel anneau posé, les mineurs qui travaillent à la petite galerie élargissent de nouveau l'espace nécessaire* au glissement du bouclier dans la pose suivante, et le travail recommence, semblable en tous points à celui que nous venons de suivre dans les moindres détails. Sur notre figure, on élargit en D. Derrière cette partie D, qui sera travaillée jusqu'à ce qu'elle atteigne