Au bord du lac de l’Est, à Wuhan, dans la province du Hubei, un monstre d’acier arborant un motif « peau de tigre » avance silencieusement de plusieurs mètres chaque jour, creusant sous le lac une voie souterraine à deux niveaux sans précédent. Il s’agit du plus grand tunnelier à boue du monde actuellement, le « Zhengxian Hao ». Avec son lancement réussi pour le tunnel des Deux Lacs de Wuhan, le plus grand tunnel lacustre à deux niveaux au monde, une révolution dans la construction d’espaces souterrains urbains passe des plans à la réalité.

Un projet d’envergure appelle un équipement d’exception

Le tunnel des Deux Lacs de Wuhan s’étend sur environ 19,45 kilomètres, pour un investissement total d’environ 25,4 milliards de yuans. Ce tunnel traversant les lacs de l’Est et du Sud n’est pas seulement le plus long de Chine et le plus grand tunnel lacustre urbain au monde, mais aussi un « porte-avions souterrain » à deux niveaux conçu pour le transport tridimensionnel.

Cependant, derrière ce projet titanesque se cachent des défis de construction inimaginables. La pente maximale du tunnel atteint 40‰, le rayon de courbure minimal n’est que de 700 mètres, et le tracé global est en forme de S. Le tunnelier doit avancer sur de longues distances dans des strates de mudstone, traverser des zones de fort développement karstique, et faire face à des défis géologiques complexes tels que des cavités et des zones de fracture. Les difficultés techniques, combinant une grande section avec de petites courbes et des strates complexes sur de longues distances, placent ce projet parmi les plus exigeants au niveau international.

Pour conquérir ce « labyrinthe géologique », la China Construction Third Engineering Bureau (CCTEB) a collaboré avec China Railway Engineering Equipment (CREG) pour concevoir sur mesure ce « monstre » d’ingénierie, le « Zhengxian Hao ».

Trois innovations clés pour un « outil de perçage lacustre »

Dimensions et précision inégalées au monde

Le diamètre d’excavation du « Zhengxian Hao » atteint 15,094 mètres, avec une longueur totale de 115 mètres et un poids de 4 300 tonnes, équivalent à six voitures de métro ou 3 000 berlines. Ces dimensions en font l’un des plus grands tunneliers à boue du monde.

Le « manchon articulé » permet un creusement et un montage simultanés

La technologie de creusement continu avec montage synchrone, développée indépendamment par CCTEB, repose sur la conception unique d’un « manchon articulé » qui sépare astucieusement la zone de creusement de celle de montage. Ces deux processus clés fonctionnent sans interférence et en parallèle, comme si le tunnelier était équipé d’une « articulation collaborative » flexible, augmentant l’efficacité de la construction de 20 à 30 %. Dans des conditions complexes comme les virages serrés, il peut revenir en mode normal d’une simple touche et s’adapter à différents diamètres de tunneliers à pression de terre ou à boue, permettant même la rénovation d’équipements plus anciens.

Un « cerveau intelligent » pour une gestion intelligente de bout en bout

Au-delà du matériel, le « Zhengxian Hao » possède un « cerveau intelligent ». La plateforme de gestion intelligente des tunneliers, développée indépendamment par CCTEB, réalise une « gestion en un seul tableau, construction en un seul tableau » : en appuyant sur la touche Entrée, l’état de fonctionnement des tunneliers est visible en un coup d’œil ; d’un simple clic de souris, les paramètres de creusement et l’emplacement des risques sont affichés. La plateforme intègre un cycle complet d’alerte, de traitement et d’approbation, permettant une analyse en un clic de l’efficacité, des paramètres et de la qualité du montage, rendant la gestion de la sécurité, de la qualité et de l’avancement précise et contrôlable.

Des « compétences sur mesure » pour des conditions complexes

Pour relever les défis des environnements lacustres complexes, le « Zhengxian Hao » intègre de nombreuses technologies de pointe :

Tête de coupe à changement d’outils sous pression atmosphérique : permet aux opérateurs de remplacer les outils en toute sécurité et efficacité sans travailler sous haute pression, réduisant considérablement les risques liés aux opérations dangereuses.

Double canal d’évacuation directe par vis : réduit efficacement les risques de blocage dans la chambre et diminue la probabilité de formation de gâteaux de boue sur la tête de coupe. Équipé de nouveaux couteaux à rouleaux montés à l’avant et d’un système de surveillance en temps réel de l’état des outils, le remplacement des outils est plus sûr et plus efficace.

Système de prévision géologique avancée : agit comme des « yeux à rayons X », permettant de détecter à l’avance les risques géologiques inconnus à venir.

Système automatisé d’élimination des gâteaux de boue : assure un creusement continu et rapide du tunnelier dans des strates composites, évitant les arrêts dus à la formation de gâteaux de boue sur la tête de coupe.

Redessiner le paysage des transports souterrains urbains

Résoudre l’impasse des « routes en cul-de-sac » à Wuchang

Une fois achevé, le tunnel des Deux Lacs de Wuhan réduira l’espacement moyen des axes nord-sud du centre-ville de Wuchang de 4 à 5 kilomètres à environ 2 kilomètres. Ce changement améliorera considérablement l’efficacité des déplacements urbains, répartira efficacement la pression sur le réseau routier existant et apportera un bond qualitatif au transport urbain de Wuhan.

Établir une nouvelle référence pour la construction de tunnels lacustres urbains

L’application réussie du « Zhengxian Hao » fournit une accumulation technique précieuse et une référence d’expérience pour la future construction de tunnels lacustres et sous-marins de très grand diamètre. Du lancement du « Zhengxian Hao » à la maturité de la technologie de montage synchrone, la technologie chinoise de creusement de tunnels de très grand diamètre se dirige vers la pointe mondiale.

Application à grande échelle de la technologie complète des tunneliers de tous diamètres

CCTEB possède déjà une technologie complète de tunneliers couvrant les diamètres « spéciaux, grands, moyens, petits et micro », ayant participé à la construction de 400 kilomètres de lignes de métro dans 25 villes de 13 provinces. La formation de cette matrice technologique signifie que le développement des espaces souterrains urbains en Chine dispose désormais d’une capacité de soutien en équipements allant de la « chirurgie mini-invasive » aux « projets titanesques ».

Le passage de la « logique empirique » à la « logique de modèle »

La naissance du « Zhengxian Hao » n’est pas seulement le succès d’un équipement, mais aussi le reflet du passage de l’industrie chinoise des équipements haut de gamme de la « logique empirique » à la « logique de modèle ». Grâce au « Xianfeng · Grand modèle de fabrication industrielle » publié par China Railway Industry, le tunnelier devient plus « intelligent et perspicace ». Ce grand modèle d’IA spécialement conçu pour la fabrication industrielle construit un système intelligent complet de « puissance de calcul – algorithme – données – plateforme – application », capable d’analyser les pannes d’équipement en quelques secondes et de générer en un clic plusieurs plans de conception optimisés.

Alors que le « Zhengxian Hao » de 15,094 mètres avance silencieusement au bord du lac de l’Est, il ne creuse pas seulement un tunnel, mais aussi une nouvelle hauteur dans le développement des espaces souterrains urbains en Chine. De suiveur à leader, la technologie chinoise des tunneliers de très grand diamètre écrit ses propres normes mondiales.