M11_SX
Site: | Moodle CSSRDN |
Cours: | Science 4e secondaire (ST / STE) - 2023-2024 |
Livre: | M11_SX |
Imprimé par: | Visiteur anonyme |
Date: | jeudi 17 juillet 2025, 09:33 |
Description
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1. Apprendre du passé
ZONE X
Creuser sur et sous l'eau
MONTRÉAL, Canada, 1962-1967
Le projet du pont-tunnel Louis-Hippolyte-Lafontaine ne date pas d'hier. L'idée même de relier Montréal et Longueuil par un tunnel ferroviaire avait été proposé dès 1883. En 1912, une étude de faisabilité avait été demandée, mais c'est le Pont Jacques-Cartier qui a finalement vu le jour. En effet, c'est en 1949 que le gouvernement du Canada décide de construire un route Transcanadienne. On décide alors de passer sous le fleuve et non au-dessus puisqu'un pont à cet endroit aurait nécessité des approches très longues et très hautes pour permettre la circulation des navires sur le fleuve St-Laurent. Ces approches auraient ainsi nécessité de détruire des quartiers importants. En pleine Guerre Froide, le tunnel peut aussi être utilisé comme abri en cas d'attaque nucléaire.
COQUELLES, France à FOKELSTONE, Royaume-Uni, 1987-1993
Un tunnel de plus de 50 km construit sous la mer dont l'eau salée accélère la dégradation des matériaux ne se conçoit pas en criant ciseau. Ici, on ne peut pas penser assécher la Manche entre la France et le Royaume-Uni. Si les projets liés à un tunnel sous la Manche ont émergés il y a bien longtemps, les travaux s'amorcent en 1987 et se terminent en 1993. Le défi est titanesque, notamment à cause de la pression engendrée par l'eau à une profondeur de plus de 100 m ! À cette profondeur, les contraintes de compression sont phénoménales. Le tunnel doit aussi savoir résister à certaines secousses sismiques puisque le Pas-de-Calais du côté français subit régulièrement des secousses.
BOSTON, États-Unis, 1991-2007
Toutes les grandes villes sont aux prises avec des problèmes de circulation automobile et Boston n'y fait pas exception. Entre 1991 et 2007, Boston se transforme et utilise son sous-sol pour régler une partie du problème. Le projet vise à faire plonger la route 93 sous le centre-ville et à créer un nouveau tunnel, la route 90, afin de rejoindre l'aéroport Logan de l'autre côté de la Charles River. Ce qui sera appelé le Big Dig, c'est une autoroute de 8 voies, c'est 14,6 milliards de dollars, c'est un défi d'ingénierie, mais aussi un défi organisationnel. Ici, le défi n'est pas seulement la longueur, mais aussi la largeur et le type de sol. Montréal n'avait pas à creuser. La France et le Royaume-Uni pouvaient utiliser la résistance du sol pour aider à retenir l'eau et les forces en présence, mais Boston n'a pas ce luxe. Pourtant, le Big Dig, ce rêve d'un gradué du MIT (Massachusetts Institute of Technology), Fred Salvucci, sera tout de même mis de l'avant malgré la complexité du projet.
Les sections du tunnel qui passe sous le la rivière ont été conçu à Baltimore, puis transportées vers Boston et déposées dans une tranchée, un peu à l'image du tunnel Louis-Hippolyte-Lafontaine à la différence que celui-ci se poursuit sous la ville... et qu'il manque environ 90 cm à la partie sous-marine. La section sous la ville doit donc pallier à ce manquement, mais tout a un prix. Le tunnel passe aussi au-dessus du métro de Boston. Le poids de l'autoroute étant ce qu'il est, les ingénieurs ne peuvent risquer un effondrement dans le métro construit en 1914. Les ingénieurs enfoncent donc des piliers de part et d'autre du métro pour supporter le tunnel et créer une sorte de viaduc souterrain au-dessus du métro.
Le tunnel passe ensuite sous les rails du réseau de train de Boston à travers un sol composé de remblais, un d'une multitude de types de sols qui n'offrent certainement pas une stabilité nécessaire à la construction d'une telle structure, et ce, sous un réseau de chemin de fer. Pour solidifier et stabiliser le sol, une solution s'impose : le geler. Ainsi, pour solidifier le sol sous les chemins de fer, on envoie de l'eau qu'on congèle. C'est donc la glace qui permettra de tenir le sol pendant la construction du tunnel. Pour réunir les sections, on les pousse avec d'imposants systèmes hydrauliques, atrocement lents, mais efficaces. En 8h, la section avance de moins d'un mètre. Cette première section le l'aéroport Logan jusqu'à l'échangeur est complétée.
La seconde section, celle qui passe sous le centre-ville et qui doit remplacer l'autoroute aérienne qui ne peut être détruite durant la construction. Pour réussir ce nouveau défi, on crée un squelette externe qui permettra de soutenir l'autoroute aérienne pendant qu'on creuse le tunnel sous la structure. Ce squelette deviendra ensuite les murs du tunnel. Cependant, construire à travers le sol de Boston est complexe puisque la nappe phréatique est élevée. Comme nous l'avons vu avec le tunnel sous la Manche, il est complexe de creuser dans un sol gorgé d'eau. Une fuite a d'ailleurs été décelée, causant une inondation majeure dans le tunnel le 15 septembre 2004. Non seulement l'infiltration peut causer des effondrements, mais l'eau salée accélère la dégradation des métaux et autres matériaux. Il est découvert que le squelette avait des faiblesses dans le coulage du béton. Une inspection de la structure est évidement réalisée pour assurer la stabilité du tunnel.
Le projet est l'un des plus complexes et des plus coûteux conçus aux États-Unis. Le tunnel émerge au-dessus de la Charles River, tout juste à côté d'un célèbre aréna de hockey... Là où il y avait anciennement une autoroute aérienne, la ville de Boston a installé un long parc dont l'aspect sinueux rappelle le géant de béton qui fut un jour élevé en ces lieux.
2. Construire sous le fleuve, encore une fois
Sous le fleuve
L'idée de concevoir un troisième lien entre Québec et Lévis ne date pas d'hier. En effet, les ponts de Québec, côte-à-côte, achevés en 1917 et en 1970, peinent à répondre à la demande croissante du trafic de la capitale. Le sujet du troisième lien était déjà sur la table à la fin des années '60. Il faut cependant faire attention puisqu'une faille importante, la faille Logan, pourrait causer un problème technique majeur. Une enquête est donc lancée en 2015 pour étudier le lit du St-Laurent et celle-ci conclue que le sol est suffisamment stable, et ce, y compris autour de la faille.