CHAPITRE m

Dans leur extension rapide, les voies ferrées, qui étaient restées confinées d'abord dans les bassins des grands fleuves^ ont cherché à franchir ces limites et à réunir des vallées différentes en traversant les collines et même plus tard les montagnes qui les séparent.

On a été amené ainsi à construire ces tunnels qui excitaient autrefois Tadmiration des voyageurs, et qui se rencontrent aujourd'hui si fréquemment sur les voies ferrées. Ces galeries souterraines ont reçu un développement considérable depuis l'origine des chemins de fer, et on est arrivé aujourd'hui, par l'emploi des moyens mécaniques, à exécuter, pour les construire, des travaux immenses que les anciens n'auraient jamais osé même seulement concevoir.

Toutefois, on rencontre cependant, dans les anciennes mines métalliques, des galeries souterraines dont le développement est comparable à celui des plus grands tunnels actuels, et qui constituaient certainement des travaux plus difficiles encore dans l'époque où ils ont été exécutés. C'est ainsi qu'on trouve dans les mines du Harz des galeries d'écoulement dont la longueur dépasse plusieurs kilomètres, et dont le percement a dû exiger des siècles ; car elles ont été entièrement creusées à la main à l'aide de la pointeroUe, et l'avancement annuel moyen ne dépassait guère 10 mètres, comme on peut le déterminer facilement aujourd'hui d'après les inscriptions encore marquées sur les parois.

Le seul moyen qu'on connaissait alors pour désagréger la roche

liG LKS VOIES FERHEES.

votisislail à rétonner, c'est-à-dire fila refroidir brusquement par injection d'eau froide après l'avoir soiiniieo ù un feu aussi violent que possible. Les matières différentes i|tii constituent les filons métalliques éprouvaient alors uu retrait iuégiil, et la i-ochc ainsi fendillée s'abattait plus facilement. Toutefois c'était là un procédé inhumain, qui soimieltait les mineurs à une chaleur épouvantable, d'autant plus dan);erGUse qu'elle était suivie d'un refroidissement subit, et les travaux des mines auraient dû ctndéfinitivement délaissés, si l'application de lu poudre en 1613 n'était venue les transformer complètement.

Avec ce nouvel engin, en effet, il n'était plus nécessaire an mineur d'enlever, de broyer la roche, pour ainsi dire, sur toute la section du vide qu'il voulait praliijuer, il lui suffisait im roiitraire de creuser seulement certains frous convenablement es^ pacés dans le front de taille, et d'y déposer ce produit nouveau qui possédait par ^on explosion subite une force suflisante pour désagréger lu roche. Désormais le travail du l'Iiomme était réduit au forage des trous de mines, et sa |>uissance se trouvait décuplée, pour ainsi dire, par ta poudre.

La question en était lu au moment de l'invention des chemins de fer, et c'est avec les procédés fournis par l'art des mines, forage A la main, et emploi de la poudre, que furent construits tous les premiers tuonelsdes voies ferrées.

En dehors du percement proprement dit, la disposiUon des travaux et surtout le mode de soutènement des galeries entraînent des difficultés spéciales, dont la solution varie d'ailleurs avec la nature du terrain à traverser; mais là encore les ingénieurs des chemins de fer ont pu se borner à imiter les exemples que leur fournissaient les mineurs. Toutefois, ils ont pu construire leurs tunnels beaucoup plus rapidement que les anciennes galeries de mines, car ils ont multiplié les points d'attaque en creusant des puits intermédiaires. C'est ainsi que le tunnel de Blaisy- Bas, par exemple, qui est resté le plus important de tous jusqu'à l'achèvement des grands tunnels du mont Cenis et du Saint-Gothard, a été attaqué en plus de quarante points différents.

Les tunnels sontdevenusaujourd'huitrèsmultipliés, elil nouscst impossible de citer même ceux dont la longueur dépasse 2 kilomètres par exemple. Les plus connus sont, en France, les tunnels de Rilly de 3,500 mètres de longueur sur la ligne de Reims, celui du Credo (3,900 mètres) sur la ligne de Lyon à Genève, celui de la Nerthe (4,620) sur la ligne de Lyon à Marseille, celui de Blaisy- Bas (4,100) ; en Italie, les tunnels des Apennins (3,100), de Giovi (3,255) sur la ligne de Turin à Gênes, etc.

Tunnel du mont Cenis. — Mais ce fut autre chose lorsque les voies ferrées voulurent traverser les grandes chaînes de montagnes qui étaient restées jusque là comme un obstacle invincible interceptant toute communication entre les peuples qu'elles séparaient. On ne pouvait pas songer à s'élever au sommet des Alpes, par exemple, car toute voie qu'on voudrait établir disparaîtrait fatalement sous l'abondance des neiges aux grandes altitudes; il faudrait la recouvrir par un véritable tunnel de plusieurs kilomètres de longueur formé de boisages serrés posés à la surface, comme on en trouve de nombreux exemples sur le chemin de fer du Pacifique par exemple; mais ces abris si dispendieux seraient impuissants contre les tourmentes et seraient entraînés avec les grandes avalanches.

Il fallait donc s'enfoncer résolument dans la roche et creuser au montCenis, à travers la montagne, une longue galerie déplus de 12 kilomètres de longueur pour aller chercher une issue sur le flanc opposé. Les anciens procédés de percement deviennent alors complètement insuffisants, même avec l'abatage à la poudre, il faudrait plus d'une génération de travailleurs pour creuser ce long souterrain. C'est pour cette œuvre réellement gigantesque qui aurait confondu l'imagination des anciens mineurs, que les voies ferrées ont apporté également une révolution complète dans les travaux de terrassement en amenant la découverte d'un moven mécanique capable de remplacer, en le multipliant, le travail de l'homme resté nécessaire jusque-là par le percement des trous de mines. Désormais, l'ouvrier qui doit creuser la galerie n'a plus à abattre lui-même la roche comme le faisait péniblement l'an-

eu LES VOIES FERREES.

oicn minutir, ni même à creuser les trous qui devront recevoir la charge de poudre, car il est armé d'un outil qui creuse aulomatîquement plusieurs trous à la fois, quelle que soit la dureté de la roche.

Dans ces conditions nouvelles, ravanccnient, qui f'-lail si leiil autrefois et ne dépassait pas annuellement dî\ a \inf;t nictres par an dans les mines du Ilarz, est devenu maintenant suiu-cieur à un kilnmétre,el le liinnel du nioul ('cuis a pu être percé

Fig. Ti. - i;hi

de» AJpes.

en 13 années avec un avancement d'un kilomètre environ par an ; la galerie de tête du Saint-Gotha rd, dont la longueur est de 14,920 mètres, a demandé sept ans et cinq mois seulement. Les avancemenis mensuels ont donc été : au mont Cenis de 71",551, Pt au Gothard pour celte galerie 167", 640.

L'honneur d'avoir trouvé le moyen d'actionner l'outil perforateur au fond d'une galerie étroite pouvant atteindre plusieurs kilomètres de longueur revient au savant professeur de Genève M. Colladon, qui s'était déjA rendu célèbre par ses expériences

SOUTERRAINS ET TUNNELS. 6i

sur la transmission du son dans Teau. C'est lui qui reconnut le premier que Tair comprimé pouvait être transporté à de grandes distances dans des conduites de faible diamètre, et sans perte de pression, de manière à exercer son eflfort moteur au point d'arrivée dans des conditions presque aussi favorables qu'au départ; en outre, l'emploi de l'air comprimé supprimait du même coup toutes les difficultés d'aérage des galeries, qui restaient presque insolubles autrement. L'air frais serait ainsi amené de lui-même au front de taille pour y actionner les perforateurs et prendre en même temps la place de l'air vicié aspiré au dehors parles ventilateurs disposés à cet eflfet; on pourrait donc utiliser sans danger les propriétés précieuses et la force d'explosion de la poudre, et diminuer d'autant le travail mécanique à effectuer.

En même temps, trois ingénieurs italiens, dont les noms à jamais célèbres sont restés attachés à l'œuvre du percement des Alpes, Germano Sommeillier, Severino Grattoni, et Sébastien Grandi, entreprenaient de leur côté des essais complets sur l'air comprimé, et le projet qu'ils formèrent à la suite de leurs recherches fut présenté au gouvernement italien et définitivement adopté en 1856. La construction des appareils de compression fut immédiatement commencée à l'usine de Seraing, et grâce aux efforts incessants des trois grands ingénieurs qui, confiants dans le succès de leur idée, supportèrent sans faiblir toutes les objections et les critiques, les travaux purent être commencés au bout d'une année environ, et le 31 août 1857, la première mine qui entamait le massif du col de Fréjus 'put être allumée par le roi Victor- Emmanuel lui-même. Le percement complet fut achevé le 25 décembre 1870, et le travail total avait ainsi exigé 13 années pour une longueur de 12,220 mètres.

Nous représentons dans les figures 22 et 23 différentes vues de la ligne du mont Cenis, et notamment le pont de Combe, dans la planche IV, qui forme un des plus beaux ouvrages d'art de cette ligne si pittoresque déjà. Nous donnerons quelques détails seulement sur les travaux du tunnel, et nous insisterons davantage sur

fii LES VOIES FEHHEES.

ceux du Gotliard qui présentent plus d'intérêt en raison ites perfectionnements apportés au\ appareils de compression de l'uir et de perforation.

Dans les deux cas, Tair était comprimé à la surface dans deii ■ appareils spéciaux, et au mont Ccnis, amené à la pression de j 5 atmosphères environ, et au Gothard 7 atmosphères.

Ces compresseurs utilisaient eux-mêmes la force motrice des-l clmtcs d'eau de la montagne. A Bardonèche. sur le versant ilulien ] du tunnel du mont Cenis, on put obtenir par la simple dérivation 1 d'un torrent une chute de 26 mètres de hauteur nécessaire pour l le l'oncliiioncmpnl d(!s premiers coiuprcs'^i'iiis à rlmi-. Irindis i]

Modane on fui obligé de relever avec des pompes les eaus du torrent de l'Arc pour les remonter dans un réservoir suspendu au-dessus de l'orifice du tunnel.

Au sortir des compresseur.^ du mont Ccnis, l'air était emmagasiné sous pression dans de grands réservoirs en tôle, puis ïi était amené jusqu'au fond du tunnel par une conduite formée de tubes en fonte de 0°',20 de diamètre, assemblés bout à bout. En arrivant au front d'attaque, celte conduite se terminait par un raccord en caoutchouc aboutissant au perforateur.

Cet appareil se compose essentiellement d'un cylindre à l'intérieur duquel oscille un piston dont la lige est terminée par un

fleuret. Celui-ci est projeté violemment contre la roche au moment où Tair comprimé, pénétrant dans le cylindre, vient exercer son action sur le piston. Le fleuret prend en même temps un certain mouvement de rotation sur lui-même pour ne pas se coincer dans le trou, et il doit avancer, d'autre part, au fur et à mesure de rapprofondisscment. Le mouvement de recul du piston s'opère également sous Tinflucnce de Tair comprimé alternativement admis dans le cylindre sur la face avant et la face arrière du piston. Ce mouvement de distribution pour les premiers perforateurs s'opérait dans des conditions presque identiques à celle de la vapeur dans les cylindres, nous n'y insisterons pas ici, et nous décrivons d'ailleurs plus bas, page 70, le type de distribution perfectionnée qui fut adopté au Saint-Gothard.

Une perforatrice entière comprend un certain nombre d'appareils analogues, 6 ou 9 environ comme on le voit sur la flgure 26, disposés de manière à creuser à la fois autant de trous, et à augmenter ainsi la rapidité du travail. Si les ouvriers n'ont plus d^efl'ort mécanique à dépenser, la conduite des perforateurs reste d'ailleurs très pénible, en raison de la grande quantité de poussière que le choc des fleurets soulève dans la roche, et du bruit assourdissant que ces chocs incessamment répétés déterminent dans toute la galerie.

Nous donnons en terminant ce qui a rapport au mont Cenis le tableau des avancements aux deux tètes afin de permettre de bien apprécier les progrès réalisés par l'emploi des appareils mécaniques. On voit en eflfet que l'avancement annuel à la main était seulement de 450 mètres, tandis qu'on a pu atteindre 1,600 mètres en employant la perforation mécanique.