A partir de quelle profondeur le sol de l'océan permet-il de creuser un tunnel ?

Bonjour,

Si l’on se base sur l’exemple de la construction du tunnel sous la manche qui a été creusé au plus profond à 75 mètres en dessous du niveau de la mer, on comprend que par endroit le sol pouvait être perméable mais que ça n’a pas été un obstacle à sa construction.

Cet article de 2001 sur le contexte géologique de construction du tunnel sous la Manche, explique que les ingénieurs ont creusé, dans la mesure du possible, dans la craie bleue « globalement imperméable » alors que « la craie grise est perméable ».

Source : Tunnel sous la Manche, Wikipédia

Cependant :

La présence de plusieurs failles dans la partie française du détroit, des déformations structurales et des contraintes ferroviaires (...) entraînent plusieurs point de tangence avec la craie grise, d’où une nécessaire étanchéification des terrains.

De plus, si la craie bleue est globalement imperméable elle n’en est pas moins poreuse :

Beaucoup de roches sont imperméables

il suffit pour cela qu'elle soient constituées de grains fins avec des  joints extrêmement petits entre les grains de telle sorte que l'eau ne circule pas : autrement dit que leur porosité soit très faible.
  C'est bien sûr le cas :

• des argiles, mais aussi de nombreux calcaires (par exemple, lithographique, craie, marnes),

• des pélites (ou lutites, communément appelées schistes, constituées pour l'essentiel de quartz très fin),

• du sel (eh oui !!!)

• et de roches métamorphiques et éruptives (amphibolites, gneiss fins, basaltes...).

Le problème est que ces roches peuvent devenir perméables  lorsqu'elles sont fracturées ; on parle alors de perméabilité de  fracture.
  Dans ce cas elles peuvent permettre la circulation de l'eau, c'est cela qui caractérise la perméabilité (la capacité à laisser circuler l'eau et  les liquides) et donc renfermer des aquifères ; c'est le cas de la  craie dans le Nord et en Picardie qui est très fracturée et donc  perméable, au moins en surface.
  Il faut donc bien distinguer la capacité à absorber de l'eau qui  caractérise la porosité (l'argile est poreuse) et la perméabilité qui  est la capacité à la laisser circuler.
  Le sable est perméable par structure (l'espace entre les grains est  assez grand pour que toute l'eau ne soit pas retenue par les forces de  surface) ; la craie est poreuse et imperméable (les pores sont trop  petits pour que l'eau circule) sauf si elle est fracturée ; le sel est  imperméable sauf s'il a été fracturé et que l'eau a pu élargir les  fractures en le dissolvant. »

Source : Fondation La main à la pâte

On peut alors supposer que la plupart du temps, le tunnel sous la Manche n’a pas été construit dans un environnement sec mais humide qui a nécessité l’emploi régulier de techniques d’étanchéification. Ce que vient appuyer un passage de l’article cité plus haut « Le tunnel sous la Manche et son contexte géologique » :

Failles et fracturations

Sept failles d’un rejet supérieur à 3 m recoupent le tracé du tunnel dans la partie française du Détroit. A cela il convient d’ajouter une importante fracturation de la craie bleue dans le même secteur. La traversée de ces zones très aquifères a nécessité des injections menées à partir de la galerie de service, soit à l’avant du tunnelier, soit au-dessus de l’ouvrage à l’aide d’une série de forages exécutés en éventail.

Enfin, ce site de constructeur explique les différentes étapes nécessaires à la construction d’un tunnel sous la mer. Les mesures d’isolations, de ventilation et de drainage confirment que ce type d’ouvrage n’attend pas de trouver un sol sec pour être construit :

3. Protection contre les infiltrations d’eau

Isolation étanche :

– Anneaux en béton isolés : des anneaux en béton préfabriqués avec des joints en caoutchouc ou des membranes étanches sont utilisés pour garantir l’étanchéité du tunnel.

– Système d’isolation interne : des couches de matériaux isolants sont ajoutées aux parois internes du tunnel, comme des revêtements époxydiques ou des membranes polymères, pour assurer une protection supplémentaire contre les infiltrations d’eau.

Ventilation et drainage :

– Systèmes de ventilation : des systèmes de ventilation mécanique sont utilisés pour assurer un flux d’air frais dans le tunnel. Ces systèmes aident à éliminer l’humidité et à maintenir un environnement de travail confortable et sûr.

– Systèmes de drainage : des pompes de drainage puissantes sont installées pour éliminer toute infiltration d’eau dès qu’elle se produit. Des tuyaux de drainage reliés à des points extérieurs évacuent l’eau.

Bonne journée