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Le perforateur du tunnel sous la Manche

F. Raoul Duval, La Nature N°480 — 12 aout 1882

Mis en ligne par Denis Blaizot le mardi 20 décembre 2011

La Société de construction des Batignolles (anciens établissements Gouin) a achevé, il y a quelques semaines, la construction de la machine perforatrice brevetée de M, le colonel Beaumont, du génie militaire anglais. Cette machine est destinée à travailler très prochainement au creusement des galeries projetées par l’Association française du chemin de fer sous-marin entre la France et l’Angleterre, en vue de préparer l’exécution ultérieure du grand tunnel lui-même.

Au lieu de forer par percussion des trous de mines de faible dimension, comme au Mont-Cenis et au Gothard, la machine. de M. le colonel Beaumont doit creuser d’un seul coup, sans le secours d’explosifs ; une galerie de 2,14m de diamètre, parfaitement cylindrique, en travaillant à la façon d’une gigantesque tarière.

La nature de la roche dans laquelle le tunnel sous-marin doit se maintenir se prête, par son homogénéité et sa dureté relativement modérée, à un travail de cette nature. Déjà, du côté de l’Angleterre, plus de 2 kilomètres de longueur ont été percés dans le banc de craie correspondant avec une machine Beaumont. Celle construite en France présente divers perfectionnements qui assurent que le perfectionnement, déjà satisfaisant en Angleterre, se trouvera encore notablement amélioré.

L’outil de la machine Beaumont consiste en une sorte de T dont la croix porte une série de couteaux en grattoirs destinés à attaquer la roche. La longueur de la croix correspond par conséquent au diamètre de la galerie à creuser. La disposition et le mode d’attache de ces couteaux rappellent beaucoup ceux des crochets de tours ou de machines à raboter, La tige du T, consistant en un long arbre en acier très puissant, reçoit son mouvement de rotation grâce à une série d’engrenages très solidement construits, ralentissant successivement le mouvement pris à l’origine sur l’arbre manivelle d’une machine à deux cylindres conjugués, actionnée elle-même par de l’air comprimé. En même temps que se produit le mouvement de rotation, un système hydraulique, analogue à celui des ascenseurs que l’usage dans les habitations de Paris a déjà rendus familiers, produit un mouvement de translation qui peut avoir lieu en avant, en arrière, ou être suspendu par un simple jeu de valve.

Pour permettre, grâce à cet appareil hydraulique, le mouvement de la machine, celle-ci se compose de deux parties se déplaçant, l’une par rapport à l’autre, par glissement. La partie inférieure consiste en un segment de chaudière en forte tôle d’un rayon presque égal à celui de la galerie à creuser. Elle constitue une sorte de berceau portant des glissières, sur lesquelles se meut la partie supérieure, puissant bâti en fonte qui porte tout le mécanisme.

Le berceau est relié au piston de l’ascenseur, et le bâti au corps cylindrique, de sorte que, lorsque l’on introduit l’eau par une petite pompe dans le corps cylindrique, le piston étant relié au berceau, qui lui-même repose sur le sol de la galerie, c’est le corps cylindrique et le bâti de la machine faisant corps avec lui qui, sous l’effort de la pression, s’avance sur les glissières, en appuyant contre le front de taille de la galerie les outils découpeurs ; ceux-ci, dans un mouvement lent de rotation de un tour et demi à trois tours par minute, accomplissent leur œuvre.

Les débris de la roche tombent sur le sol de la galerie, d’où ils sont relevés par de vastes cuillers formées par deux évidements réservés dans la branche du T qui constitue le porte-outil. Ces cuillers, dans leur mouvement de rotation, se vident dans une chaîne à godets qui, en passant dans le corps cylindrique formant berceau et prenant son mouvement par un engrenage conique sur l’arbre de la manivelle, vient rejeter les déblais en arrière de la machine, à une hauteur qui permet leur chargement direct dans des wagonnets disposés à cet effet.

Lorsque l’outil, sous l’action de la pression hydraulique, a parcouru une longueur de 1,37m, on arrête quelques instants pour soulever tout l’appareil de 0,02m ou 0,03m avec une combinaison de crics appropriés ; le berceau cesse alors de reposer sur le sol de la galerie, et, en faisant agir la pression de l’eau sur l’autre face du piston, le berceau, relié à la tige du piston, est entraîné à son tour, par rapport au bâti immobilisé sur les crics, et il vient reprendre sous l’action de la pompe sa place originaire. Les crics sont alors soulagés et l’appareil est prêt pour un nouvel avancement. Toute cette manœuvre fort simple n’exige que quelques courts instants.

La machine Beaumont sera alimentée, au chantier de Sangatte, avec de l’air comprimé par les appareils de M. le professeur Colladon, correspondant de l’Institut, à une pression de deux atmosphères effectifs.

La distribution d’air est calculée pour donner à l’arbre manivelle une vitesse normale de 100 tours par minute, et à l’outil lui-même celle de un tour et demi à la minute.

Le mouvement hydraulique est calculé pour produire un avancement de 0,012m par tour, soit 0,18m par minute, en rapport avec la dureté de la craie grise où les galeries doivent être percées.

Dans ces conditions de marche, l’avancement de la galerie serait de 1,08m par heure ; mais, en raison des manœuvres pour remettre la machine en fonctionnement, lorsque l’extrême déplacement d’une partie par rapport à l’autre (soit 1,37m) a été atteint, on ne peut compter, au maximum, que sur un avancement de 1 mètre par heure, ce qui est déjà un très bon résultat. La machine qui travaille du côté anglais, quoique d’un type moins puissant, atteint des avancements de 15 mètres en vingt-quatre heures, soit environ 0,60m à l’heure.

La forme parfaitement circulaire des galeries, la netteté de leurs parois frappent vivement les personnes qui les visitent. Il y a dans l’emploi de la machine Beaumont un progrès considérable pour l’art du mineur, lorsqu’il s’agit de pousser des travaux souterrains dans des roches de dureté moyenne et de composition assez régulière, comme la base de la craie de Rouen. La rapidité d’avancement, la suppression de l’emploi de la poudre ou d’autres agents explosifs, la sécurité plus grande qui en résulte pour les ouvriers mineurs, tant par un meilleur aérage que par l’absence d’ébranlements qui, en se propageant à travers les bancs de rochers, créent toujours le danger de communication avec les couches aquifères voisines ; tout cela constitue des traits caractéristiques d’une grande importance, au point de vue de l’exécution d’un travail aussi spécial que celui de la construction du chemin de fer sous-marin [1].

F. Raoul Duval


[1Note présentée par M. Daubrée à l’Académie des Sciences

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