Au début du 19ème siècle, le port de Londres était le plus achalandé du monde. Des cargaisons qui avaient parcouru des milliers de kilomètres et survécu à tous les aléas de la mer se sont entassées sur les quais de Rotherhithe - le seul moyen de permettre à leurs propriétaires de découvrir que la partie la plus lente et la plus frustrante de leur voyage les attendait. Les envois destinés aux régions les plus peuplées et les plus peuplées de la Grande-Bretagne devaient être transportés sur des charrettes à bœufs craquantes et transportées par les docklands et par le pont de London Bridge, construit au 12ème siècle, aussi étroit et aussi impraticable que possible implicite. En 1820, il était devenu le centre du plus gros embouteillage du monde.
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C’était une situation intolérable pour une ville fière de Londres et il était clair que, si une entreprise privée pouvait construire un autre poste frontalier plus près des quais, il serait rentable de réaliser un bon profit en péages. Un autre pont était hors de question - cela empêcherait les voiliers d'accéder au Pool de Londres - et des hommes ambitieux se sont mis à conduire un tunnel sous la Tamise. Ce n'était pas une idée aussi évidente que cela puisse paraître. Alors que la demande de charbon augmentait rapidement avec la vitesse de la révolution industrielle, les méthodes de travail restaient primitives. Des hommes ont creusé des tunnels à l'aide de pics à la lumière des bougies.
Aucun ingénieur n’avait creusé de tunnel sous une rivière importante et la Tamise était une rivière particulièrement difficile. Au nord, Londres a été construite sur un solide lit d’argile, matériau idéal pour la construction de tunnels. Au sud et à l'est, cependant, se trouvent des couches plus profondes de sable aqueux, de gravier et de sables mouvants, le tout fragmenté par des couches de gravier, de limon, d'arbres pétrifiés et de débris d'anciennes parcs à huîtres. Le sol était semi-liquide et, à la profondeur, il devenait très pressurisé et menaçait de faire irruption sur tout chantier de construction.
Richard Trevithick, l'ingénieur de Cornouailles qui a fait la première tentative - désastreuse - d'un tunnel de la Tamise.
Aujourd'hui, les ingénieurs gèrent les terrains perfides en mettant leurs espaces de travail sous pression (même si cette solution laisse les tunneliers vulnérables aux problèmes liés au travail dans des environnements à haute pression, notamment la pourriture des os et même les coudes). Au début du 19ème siècle, de telles mesures étaient encore loin des décennies. Les premiers hommes à tenter de passer sous un tunnel sous la Tamise - des gangs de mineurs de Cornouailles amenés à Londres en 1807 par des hommes d'affaires regroupés sous le nom de Thames Archway Company - n'avaient pas grand-chose pour les guider.
L’ingénieur en chef de ce premier projet de tunnel était un géant musclé du nom de Richard Trevithick, un homme autodidacte qui était passé de la gloire de la jeunesse au lutteur de Cornouailles en affichant un talent étonnant pour l’invention. Trevithick avait exploité la puissance de la vapeur pour piloter le premier moteur automoteur fonctionnant sur rails et avait conçu le premier moteur à vapeur haute pression au monde. Il était convaincu qu’un tunnel pourrait être creusé relativement facilement sous la Tamise. Il ne tarda pas à se rendre compte qu'il avait tort.
Les hommes de Trevithick ont bien progressé en creusant des tunnels dans l'argile londonienne, mais une fois arrivés sous la Tamise, ils ont toujours eu des problèmes. Leur tunnel pilote mesurait à peine cinq pieds de haut et trois pieds de large, et une eau chargée d’eaux usées s’infiltrait de la rivière, à une trentaine de pieds au-dessus de leur tête, à un débit de 20 gallons par minute. Dans cet espace étroit, trois mineurs travaillaient à genoux, l'un coupant le visage avec sa pioche, un autre nettoyant la terre détrempée, le troisième soutenant la dérive avec du bois. Les conditions de travail pendant les quarts de travail de six heures étaient épouvantables; les hommes étaient trempés de sueur et d'eau de rivière, personne ne pouvait ni se tenir ni s'étirer, et le tunnel était si mal ventilé que l'air fétide éteignait parfois les bougies.
Un mineur dans le couloir de Tamise à l'étroit de Trevithick.
Néanmoins, les Cornouailles progressèrent et, en janvier 1808, Trevithick signala que sa galerie se trouvait à moins de 140 pieds de la rive nord de la Tamise et que le tunnel de pilotage serait achevé dans quinze jours. Ensuite, les choses ont commencé à mal tourner. Les mineurs ont frappé des sables mouvants, puis de l'eau, cette fois en quantité telle que rien ne pouvait empêcher le sol gorgé d'eau de pénétrer dans les galeries. Les hommes sur le visage ont fui le puits juste avant l'inondation.
Devinant que son tunnel était trop proche d'une dépression inattendue dans le lit de la Tamise, Trevithick fit en sorte que le trou soit bouché avec de gros sacs d'argile déversés dans la rivière. À la stupéfaction de ses détracteurs, cette mesure apparemment désespérée fonctionna et le tunnel fut asséché. En quelques jours, cependant, il y a eu une nouvelle inondation et cette fois, la Thames Archway Company en a eu assez. Ses fonds étaient épuisés, son ingénieur en chef était malade d'avoir été exposé à l'eau du fleuve et tous ses efforts avaient prouvé qu'un passage sous le fleuve à Rotherhithe dépassait les limites de la technologie minière contemporaine.
A cette époque, les seules machines utilisées dans les mines étaient des pompes. Il a fallu un homme de génie pour comprendre qu’il fallait un autre type de machine, une machine capable d’empêcher le toit et les murs de s’effondrer et de retenir les sables mouvants ou les projections d’eau à la face du tunnel. Cet homme était Marc Brunel, un émigré qui avait fui sa France natale pendant la Révolution et s'était rapidement fait un nom comme l'un des ingénieurs les plus en vue de la Grande-Bretagne.
Brunel était un homme minuscule, excentrique, impraticable dans sa vie privée, mais un innovateur intensément capable. Ses inventions, qui l'avaient amené à attirer l'attention d'hommes aussi illustres que le tsar Nicolas Ier de Russie, comprenaient des machines à fabriquer en masse des boulets de canon, à broder des tissus, à scier du bois et à fabriquer des agrès de navires. Ce dernier avait réduit de 85% le coût de production des poulies de gréement. Après avoir signé plusieurs contrats pour la fourniture de poulies à la Royal Navy, le Français s’est retrouvé relativement riche, malgré son manque de sens des affaires.
Marc Brunel, père du célèbre constructeur de navires et ingénieur ferroviaire Isambard, était un ingénieur remarquable. Image: Wikicommons.
Peu de temps après la faillite de la Thames Archway Company, Brunel se promena dans le chantier naval royal de Chatham en remarquant un morceau de bois de construction pourri se trouvant sur le quai. Examinant le bois à la loupe, il s'aperçut qu'il était infesté par le teredo redouté, ou ver de mer, dont les mâchoires râpeuses peuvent troubler un bateau en bois. Au fur et à mesure qu'il s'enfouit, ce "ver" (c'est en fait un mollusque) enfonce du bois dépulpé et le digère, en excrétant un résidu dur et cassant qui borde le tunnel qu'il a creusé et le met à l'abri des prédateurs.
Bien qu'il n'ait aucune connaissance préalable du sujet ni aucun intérêt pour ce sujet, Brunel s'est rendu compte que la technique d'enfouissement du ver du navire pourrait être adaptée pour produire une méthode de tunneling entièrement nouvelle. Ses idées l'ont amené à inventer un dispositif qui a été utilisé sous une forme ou une autre dans presque tous les grands tunnels construits au cours des 180 dernières années: le bouclier de tunnel. Il consistait en une grille de cadres de fer pouvant être pressés contre la face du tunnel et appuyés sur un ensemble de planches de bois horizontales, appelées planches à polir, qui empêcheraient le visage de s'effondrer. Les cadres ont été divisés en 36 cellules, chacune de trois pieds de large et presque sept pieds de haut, et disposées les unes sur les autres sur trois niveaux. La machine entière mesurait 21 pieds et la surface de travail, 850 pieds carrés - 68 fois plus grande que celle de Trevithick.
Le bouclier était surmonté de robustes plaques de fer formant un toit temporaire et protégeant les mineurs pendant leur travail. Au lieu de creuser sur une grande surface exposée, ils enlèveraient une planche à la fois et pirateraient un trou en forme de boîte aux lettres à une profondeur prédéterminée, disons neuf pouces. Ensuite, la planche était poussée dans le trou et vissée avant que la suivante ne soit enlevée et que tout le processus ne recommence. Lorsque les mineurs dans une cellule avaient excavé la terre derrière toutes leurs planches, leurs cadres pouvaient être laborieusement repoussés de ces neuf pouces. De cette façon, le tunnelier de 90 tonnes pourrait se déplacer inexorablement et en toute sécurité tandis que les maçons se traînaient derrière, bloquant le tunnel nouvellement exposé avec des briques.
Une maquette du bouclier tunnel de Marc Brunel exposée au musée Brunel à Rotherhithe, Londres. Photo: Wikicommons.
La perspective de creuser un tunnel sous la Tamise promettait un test lucratif de la nouvelle invention de Brunel, et celui-ci recueillait des fonds pour le projet par le biais d'un abonnement public. Des échantillons de sol ont été prélevés sous le lit de la rivière et il a été conseillé à Brunel de rester près du fond boueux de la rivière, où il pouvait s'attendre à de l'argile, plutôt que de risquer de frapper des sables mouvants en approfondissant. Lorsqu'il a commencé à travailler sur son tunnel en 1825, le puits creusé dans le sombre Rotherhithe n'avait que 42 pieds de profondeur et il était prévu de passer par endroits à moins de sept pieds du lit de la rivière.
Les dangers d'une telle opération sont bientôt apparus. Bien que le bouclier ait bien fonctionné et que les mineurs aient d'abord creusé dans l'argile prévue, de l'eau a commencé à couler dans le tunnel avant même que le puits n'ait commencé à passer sous la Tamise. Cet afflux constituait plus une nuisance qu'un danger réel pendant le fonctionnement de la pompe, mais il échoua à l'été 1826 et le puits entier fut bientôt inondé à une profondeur de 12 pieds.
À partir de ce moment, le projet s'est révélé de plus en plus difficile. La machine de Brunel pouvait supporter la boue détrempée et le gravier sec que ses mineurs rencontraient presque aussi bien que de l'argile, mais il manquait de fonds. Les économies qui ont suivi ont été mal drainées et ventilées et les mineurs ont été empoisonnés par les eaux polluées de la rivière ou par des maladies allant de la diarrhée à la cécité temporaire en passant par des maux de tête constants. La plupart des travailleurs de Brunel se sont plaints de se sentir étouffés et tourmentés par des températures pouvant plonger ou augmenter jusqu'à 30 degrés Fahrenheit en une heure. Un mineur est décédé de maladie.
En mai 1827, alors que le tunnel débordait maintenant dans la rivière, le sol derrière les planches de polissage devint si liquide qu'il se fraya un chemin à travers les fentes entre les planches. une personne dans une des cellules a boudé le mineur qui y travaillait éperdument. Le reste des 120 hommes travaillant dans le bouclier ne pourraient pas forcer leur chemin dans son cadre à temps pour arrêter le flux. Une eau au gout amer et gloussant monta rapidement et inonda le tunnel, poussant tous les mineurs à courir à la recherche de leurs échelles et de la surface.
La cloche de plongée utilisée par Brunel pour boucher un trou au fond de la Tamise.
Brunel, comme Trevithick, a reconnu que son tunnel était passé sous une cavité dans le lit de la rivière et il a également résolu son problème avec des sacs d'argile. Des milliers de personnes, contenant un total de 20 000 pieds cubes de terre, ont été déversées dans la rivière au-dessus de la position du bouclier. Deux semaines après l'inondation, ses hommes ont commencé à vider le tunnel. Cela a pris quatre mois et lorsque les travaux ont repris, en novembre, un banquet très médiatisé pour 50 invités s'est déroulé dans le tunnel. Des milliers de visiteurs ont été autorisés à entrer dans le puits et à regarder le merveilleux tunnelier moyennant un centime par tête. La construction du tunnel est devenue une nouvelle dans le monde entier; Edward Lear, voyageant à travers les montagnes de la Calabre, s'est arrêté pour la nuit dans un monastère solitaire dirigé par un abbé qui a informé ses moines: «L'Angleterre est un très petit endroit, tout à fait du tiers de la taille de la ville de Rome…. Tout le lieu est divisé en deux parties égales par un bras de mer, sous lequel se trouve un grand tunnel qui ressemble à un morceau de terre sèche. "
Les travaux au front reprirent à la fin de 1827, mais quelques mois plus tard, le bouclier s'avançait à nouveau dans un sol perfide. Tôt dans la matinée du 12 janvier 1828, les mineurs de l'une des cellules les plus importantes fouillaient quand un autre torrent d'eau, sans arrêt, inonda le tunnel. Une fois encore, les hommes au bouclier ont dû courir pour se mettre en sécurité, mais cette fois-ci, ils l'avaient quitté trop tard; six mineurs ont été noyés. Tout aussi sérieusement pour Brunel, le coût du déversement de 4 500 sacs d'argile supplémentaires dans la Tamise pour boucher ce dernier trou dans le lit de la rivière a épuisé les fonds de son entreprise. En l'absence de nouveau financement, le tunnel a été asséché, le bouclier a été muré et le tunnel a été abandonné.
L'intérieur du tunnel a ensuite été occupé par des vagabonds et surnommé tristement "Hôtel Hadès".
Il a fallu sept ans à Brunel et à ses partisans pour convaincre le gouvernement de contracter un emprunt de 246 000 £ pour mener à bien les travaux relatifs à ce «projet d’importance nationale». Et malgré le remplacement de l'ancien bouclier tunnel par un nouveau modèle capable de mieux résister à la pression de la Tamise qui gonflait à chaque marée haute, il a fallu six années supplémentaires de travail continu pour que le tunnel sorte enfin à Wapping on 12 août 1841. Les travaux du tunnel de 1 200 pieds ont donc duré 16 ans et deux mois, soit un taux de progression moyen (compte tenu du licenciement de sept ans) de 4 pouces par jour seulement, ce qui constitue une bonne mesure de la dureté de l'expérience du projet. la technologie du jour.
Le triomphe de Brunel n'était que partiel. Une fois de plus, les fonds de sa société étaient à la baisse et les dizaines de milliers de visiteurs penny-a-head payaient à peine les intérêts du prêt du gouvernement. Il n'y avait jamais assez pour terminer les approches du tunnel et le rendre accessible aux chevaux. véhicules, comme prévu. Au lieu de cela, les couloirs étaient remplis de vendeurs de souvenirs le jour et par les sans-abri de la ville la nuit. Pour un coût infime, les vagabonds pouvaient dormir sous les arches de Brunel dans ce qui allait devenir l’Hôtel Hadès.
Ce n'est que lorsque le chemin de fer clandestin est arrivé à Londres dans les années 1860 que le tunnel sous la Tamise est devenu réellement utile. Acheté par l'East London Railway en 1869, il était dans un état tel qu'il fut immédiatement mis en service par des trains à vapeur - d'abord le long de la ligne de Brighton, puis de Wapping vers New Cross. Le tunnel est devenu et reste une partie du réseau de métro de Londres. C’est un hommage à Trevithick et à Brunel - et un témoignage muet des difficultés de la construction de tunnels à Londres - le fait qu’elle est restée la seule ligne de métro à l’est jusqu’à l’ouverture du prolongement de la ligne Jubilee en 1999.
Sources
Anon La Tamise Tunne l. Londres: Henry Teape, 1825; Richard Beamish. Mémoire de la vie de sir Marc Isambard Brunel . Londres: Longman, Green, 1852; HW Dickinson et Arthur Titley. Richard Trevithick: L'ingénieur et l'homme . Cambridge: Cambridge University Press, 2011; James Hodge. Richard Trevithick: une vie illustrée . Princes Risborough: Shire Publication, 2003; Charles Knight. Topographie picturale des demi-heures de Londres . Londres: l'auteur, 1851; David Lampe. Le tunnel: l'histoire du premier tunnel au monde sous une rivière navigable . Londres: Harrap, 1963; Gosta Sandstrom. L'histoire de la construction de tunnels: les travaux souterrains à travers les âges . Londres: Barrie & Rockliff, 1963; Barbara Stack. Manuel de construction de tunnels et de machines minières . New York: Wiley, 1982.
