Guide des Infrastructures : Tunnels, Ponts et Génie Civil

Résumé de la construction d'ateliers

Les bâtiments sont des structures permettant d'élever une habitation. Cette forme de construction a évolué de manière significative à travers l'histoire.

Les Tunnels : Défis et Réalisations

Les tunnels figurent parmi les ouvrages les plus coûteux et complexes à réaliser. On distingue plusieurs types : trottoirs, routes, tunnels scientifiques, voies navigables et ferroviaires.

Orientation et Guidage

Les fouilles sont entreprises simultanément depuis les deux extrémités du tunnel ; elles doivent parfaitement correspondre lors de la jonction. Pour assurer ce guidage, les systèmes modernes utilisent le laser ou des méthodes traditionnelles par téléphone (via un théodolite pour les mesures horizontales et verticales).

Creusement, Dynamitage et Sécurisation

Le creusement des corridors s'effectue dans la roche au moyen de foreuses à air comprimé montées sur des véhicules mobiles. Ensuite, des charges explosent dans les trous et des courroies transporteuses évacuent les fragments. En parallèle, on construit des revêtements en béton pour consolider le tunnel. Une autre machine utilisée est le tunnelier (ou "taupe"), doté d'une tête rotative composée de plusieurs disques.

Problèmes Courants dans les Tunnels

Dans un tunnel, il existe un risque d'inondation intérieure perturbant l'œuvre, causant des glissements de terrain et endommageant les équipements informatiques. Un autre problème fréquent provient de la poussière produite par les explosions.

Les Ponts : Franchir les Obstacles

Les ponts sont des structures de voirie permettant de franchir une dépression ou un obstacle, une caractéristique appelée la lumière.

Selon la structure, une charge importante est supportée au-dessus d'une dépression du sol ou d'obstacles tels que l'eau ou d'autres voies de communication. Les ponts fournissent un passage pour les routes, les chemins de fer et les pipelines (distribution, canaux ou aqueducs). Ils sont construits selon différents types pour répondre aux spécificités de leur emplacement et se composent de deux parties principales : les supports (piliers) et la structure supérieure.

Typologies de Ponts

L'Arc : Ces ponts répartissent le poids sur les piliers et les arches, s'appuyant en partie sur le terrain environnant. Cela permet d'augmenter la distance entre les piliers.

Cantilever (en porte-à-faux) : Le poids de cette construction (acier ou béton) est divisé en deux parties symétriques maintenues par le centre, comme pour de nombreux ponts-levis.

Ponts à haubans : Ce type de pont est fixé à proximité du centre de ses faisceaux. Le pont de Normandie atteint 2 200 m de longueur, tandis que le pont du Forth a été construit dès 1890.

Armature (Treillis) : Ces ponts se composent de deux poutres latérales permettant de couvrir de grandes distances et de soutenir la zone de transit entre les fixations ou au-dessus d'elles.

Ponts en harpe : Il s'agit d'un pont à haubans disposés selon un angle spécifique, supportant toute la structure grâce à une ou deux poutres latérales de haute résistance.

Ponts suspendus : Pour ces bâtiments de grande hauteur, le poids du pont est soutenu par des supports verticaux reposant sur le sol et par des ancrages de câbles. Les tours sont fixées sur des piliers de fixation et servent de support aux différents câbles.

Ponts mobiles ou surélevés : Situés sur les voies navigables, ils permettent le passage des navires par levage, rotation ou glissement. Un exemple célèbre est le Tower Bridge de Londres, où la route se divise en deux.

Infrastructures Portuaires

Les ports doivent présenter une forte résistance contre les marées et disposent de mesures variées.

Les zones portuaires comprennent des cales sèches, des terminaux pour vrac liquide, des conteneurs (fruits, exportations), du raffinage de cuivre et des zones d'expédition pour les marchandises solides en vrac ou fractionnées.

Protections Maritimes

Elles sont fabriquées à partir d'enrochements (carrières) ayant un tonnage minimum. Leur fonction est de dissiper l'énergie des vagues dans la structure.

• D'autres types utilisent des roches artificielles ou du béton (tétrapodes).
• Les môles se composent d'un mur de béton provoquant le rebond des vagues.

(Les phares peuvent également être considérés comme faisant partie intégrante d'un port).

Aéroports et Chemins de Fer

Aéroports

Les aéroports se divisent en travaux de génie civil et de bâtiment (terminaux passagers) et en pistes d'atterrissage/décollage.

• Les pistes font partie des itinéraires de véhicules, mais sont plus raffinées pour supporter la charge importante des appareils ainsi que la pression et la tension exercées.

Chemins de Fer

Les voies ferrées se composent de deux barres d'acier cohérentes fixées sur une base en bois pour augmenter la surface de répartition des charges.

Séismes : Génération et Effets

Les tremblements de terre se produisent dans la lithosphère, composée de plaques mobiles qui entrent en collision, générant une force déterminée.

Lithosphère : Ce n'est pas une couche monolithique, elle est fragmentée en plusieurs blocs ou plaques.

Mouvements Relatifs entre les Plaques

• Divergents : Formés lorsqu'une plaque se brise et se divise en deux avec une tendance à la séparation.
• Transformants : Zones de cisaillement où les plaques glissent les unes contre les autres.
• Convergents : Limites où la collision de plaques forme une zone de subduction.

Un tremblement de terre volcanique est causé par l'éruption d'un volcan (volcan strates ou caldeira).

• Hypocentre : Point de génération du séisme sous la surface.
• Épicentre : Point à la surface de la Terre situé directement au-dessus de l'hypocentre.

La magnitude correspond à la quantité d'énergie libérée à l'hypocentre, mesurée sur l'échelle de Richter.

Les Ondes Sismiques

• Primaires : Ondes de surface générant des sons, elles sont relativement douces.
• Secondaires (Hautes) : Ondes transversales se déplaçant sur le sol sous forme de vagues.
• Tertiaires : Combinaison des deux premières.

Échelle de Mercalli : Indique l'intensité et la force du mouvement à la surface sur une échelle de 1 à 12.

Tsunamis ou Raz-de-marée

Ondes générées par les modifications du relief du fond océanique, provoquées par des séismes importants dont les zones de rupture se situent sous la mer.