En juin 2026, dans la galerie de tête du côté entrée du tunnel autoroutier extra-long du Tianshan occidental, sur la ligne G219 entre Zhaosu et Wensu, le tunnelier à pleine section pour roches dures (TBM) « Zhaosu » a atteint avec précision le point d’arrêt prévu. Ce tunnel autoroutier à grande section, le plus profondément enfoui au monde, et le premier tunnel autoroutier de première classe traversant directement un glacier, a enfin connu le moment historique de la percée de la galerie de tête. Parallèlement, les deux TBM chinois « Zhaosu » et « Wensu », de même modèle, creusant en opposition, ont livré des résultats remarquables qui réécrivent les records de l’industrie.

Un défi mondial : traverser la « zone interdite géologique » du noyau glaciaire du Tianshan

Le tunnel extra-long du Tianshan occidental, long de 15,7 kilomètres, est l’ouvrage clé de l’ensemble de la ligne G219 entre Zhaosu et Wensu. Ce tunnel détient plusieurs « records de l’industrie » : le tunnel autoroutier à grande section le plus profondément enfoui au monde, le premier tunnel autoroutier de première classe traversant directement un glacier, et également le tunnel autoroutier traversant la plus grande zone de failles actives de Chine.

Les conditions de construction sont extrêmement rudes, rares dans l’histoire du génie des tunnels :

Profondeur d’enfouissement maximale de 2365 mètres (certaines sources indiquent 2380 mètres), avec plus de 11,96 kilomètres de corps de tunnel enfouis à plus de 1000 mètres

Plus de 70 % de la zone de construction recouverte de strates glaciaires

Traversée de la zone de faille active F1, la plus grande de Chine avec 370 mètres

Débit d’afflux d’eau quotidien moyen atteignant 28 000 mètres cubes

Température à l’intérieur du tunnel atteignant 41 °C, combinée à des défis extrêmes tels que de violents coups de terrain et de grandes déformations des roches encaissantes

« Haute profondeur d’enfouissement, forts coups de terrain, fort afflux d’eau, forte altération » — ces conditions de strates défavorables « trois hauts et un fort » font du tunnel du Tianshan occidental un « os dur » reconnu mondialement dans le domaine du génie des tunnels.

Cinq technologies de base : comment « Zhaosu » est devenu un « équipement national lourd »

Pour conquérir cette « zone interdite géologique », la société CCCC Tianhe Mechanical Equipment Manufacturing Co., Ltd. a conçu sur mesure pour le projet du Tianshan occidental le TBM « Zhaosu », d’un diamètre d’excavation de 8,83 mètres, d’une longueur totale de 237 mètres (certaines sources indiquent 235 mètres) et d’un poids total de 1500 tonnes. Selon Chen Zhenpeng, concepteur général du département des tunneliers du bureau d’études de CCCC Tianhe, le « Zhaosu » est actuellement le TBM à ciel ouvert au diamètre d’excavation le plus grand et aux performances globales les plus avancées parmi les projets en construction dans la chaîne du Tianshan, un véritable « équipement national lourd » chinois.

Les cinq technologies de base développées en interne intégrées dans le « Zhaosu » constituent une matrice technologique complète pour faire face aux géologies extrêmes :

(1) Technologie de denture en alliage à gradient

En optimisant le matériau et la conception structurelle des outils de coupe, la durée de vie des outils est améliorée de 62 % et la fréquence de changement d’outils est réduite de 52 %, réduisant considérablement le temps d’arrêt pour maintenance, fournissant ainsi un soutien essentiel pour un creusement continu sur de longues distances.

(2) Système de détection avancée de l’eau CFC haute précision

Capable de détecter à l’avance les conditions hydrologiques sur 50 mètres, il permet de faire face sereinement à des conditions d’afflux d’eau extrême de 130 000 mètres cubes par jour. Pendant le creusement, le tunnel a rencontré à plusieurs reprises des venues d’eau souterraines glaciaires provoquées par des strates de marbre, avec un débit d’afflux quotidien maximal atteignant 25 000 mètres cubes. Le système de détection avancée de l’eau a fourni un soutien clé pour que l’équipe de construction puisse connaître à l’avance les données des strates sur toute la ligne.

(3) Dispositif d’alerte en temps réel pour les coups de terrain par microsismicité

Couverture 24h/24 de la section à haut risque de coups de terrain sur 3000 mètres, permettant d’éviter à l’avance les risques d’effondrement et d’impact. Dans l’environnement de construction du Tianshan occidental, où les violents coups de terrain sont fréquents, ce système d’alerte est devenu la ligne de défense centrale pour garantir la sécurité de la construction.

(4) Système d’injection de coulis collaboratif à plusieurs niveaux

Stabilise les roches encaissantes meubles des tunnels profondément enfouis, éliminant les risques d’instabilité du corps du tunnel.

(5) Entraînement de tête de coupe à couple élevé et haute puissance

La résistance à l’usure des outils atteint 1,43 fois celle des machines conventionnelles, garantissant une capacité de fragmentation continue et efficace des roches dans des strates de roches dures extrêmes, comme le granit ultra-dur de 250 MPa.

De plus, le « Zhaosu » a innové avec un système de creusement bimode « à ciel ouvert + bouclier unique », permettant une commutation rapide et intelligente entre le granit ultra-dur de 250 MPa et les strates de roches tendres fracturées. Le processus de soutènement par voussoirs en acier léger, une première nationale développée en parallèle, a complètement résolu le problème récurrent de l’effondrement lors du creusement dans des strates de roches altérées.

Les chiffres parlent : une « accélération » du creusement qui réécrit les records de l’industrie

Les avancées technologiques se sont directement traduites en résultats concrets :

Le record mondial établi par le « Wensu » pour un TBM de grand diamètre et à grande profondeur d’enfouissement, ainsi que la production stable et élevée du « Zhaosu », prouvent ensemble que les deux TBM chinois ont atteint un niveau de pointe international.

Plus crucial encore, les résultats de la résolution des difficultés techniques :

Percée sécurisée de la plus grande zone de faille active F1 de Chine (370 mètres) en seulement 7 mois

Gestion stable d’un afflux d’eau maximal de 28 000 mètres cubes par jour

Résistance aux violents coups de terrain et aux conditions de travail difficiles avec une température élevée de 41 °C à l’intérieur du tunnel

Achèvement réussi du creusement de la section difficile et clé de l’enfouissement ultra-profond de 2365 mètres

De nombreuses innovations en matière de construction ont déjà obtenu des brevets d’invention nationaux et des certifications de méthodes de travail.

Du « modèle du Tianshan » à la « solution chinoise »

La valeur stratégique de la galerie de tête en tant que « pionnière de l’ouverture de la voie »

Le tunnel du Tianshan occidental adopte un plan de construction de trois tunnels parallèles : « deux tunnels principaux + une galerie de tête à gauche ». Les tunnels principaux sont creusés par la méthode de forage et de dynamitage, tandis que la galerie de tête est creusée mécaniquement par TBM. En tant que galerie auxiliaire précurseur, la galerie de tête joue un rôle clé dans la reconnaissance géologique et l’optimisation du tracé, étant le « pionnier de l’ouverture de la voie » pour la construction de longs tunnels dans des géologies complexes.

Grâce au système de détection géologique avancé embarqué sur le « Zhaosu », l’entreprise de construction a pu cartographier complètement les strates sur toute la ligne du tunnel, fournissant ainsi des données de référence géologiques détaillées pour la construction des tunnels principaux. Ce plan de référence géologique complet a considérablement réduit les risques inconnus de la méthode de forage et de dynamitage pour les tunnels principaux.

Briser la dépendance aux importations, exporter les « normes chinoises »

L’achèvement réussi de la mission de creusement de la galerie de tête démontre pleinement que les équipements chinois de haute technologie pour tunnels ont la capacité de construction dans des géologies composites glaciaires et ultra-profondes, et fourniront des solutions d’équipement complètes et matures pour des projets de tunnels dans des conditions extrêmes similaires en Chine.

De « l’introduction et l’absorption » à la « conception et fabrication indépendantes », puis à « l’exportation de technologies », le succès du « Zhaosu » marque la position de pointe de l’industrie chinoise des équipements de creusement de tunnels sur la chaîne de valeur mondiale.

Reconfigurer la carte des transports du Xinjiang

Le tunnel du Tianshan occidental fait partie des projets clés du réseau routier national. Une fois le projet achevé, la distance de conduite entre Yining et Aksu sera considérablement réduite de 1710 kilomètres à 445 kilomètres, créant une nouvelle voie rapide traversant le Tianshan du nord au sud, optimisant considérablement l’efficacité du trafic dans le réseau routier de l’ouest du Xinjiang.

Reproductibilité technique

Les cinq technologies de base et le processus de pose simultanée de voussoirs en acier validés par le « Zhaosu » ont déjà été réutilisés dans plusieurs projets de tunnels en Chine. Les trois TBM du projet du Tianshan occidental sur la route nationale G219 sont tous fournis par CCCC Tianhe. Le TBM « Wenquan », utilisé pour le creusement de la galerie de tête de 9300 mètres du mont Moxun sur la route Wen-Huo, a également obtenu des résultats remarquables.

Comparé à la méthode traditionnelle de forage et de dynamitage, l’avancement quotidien moyen du TBM est d’environ 20 mètres, ce qui multiplie l’efficacité de la construction par plus de quatre.

De la zone de faille active de 370 mètres à l’enfouissement ultra-profond record de 2380 mètres, de l’afflux d’eau maximal de 28 000 mètres cubes par jour à la température élevée de 41 °C et aux violents coups de terrain — le « Zhaosu » a réussi, en deux ans, un « examen ultime » pour les équipements nationaux de haute technologie au cœur du Tianshan.

Ce n’est pas seulement la victoire d’un TBM. De la commutation intelligente bimode « à ciel ouvert + bouclier unique » à l’amélioration de 62 % de la durée de vie des outils grâce à la denture en alliage à gradient ; du système de détection avancée de l’eau CFC à l’alerte en temps réel des coups de terrain par microsismicité — la percée intégrée des cinq technologies de base développées en interne marque la formation d’un système technologique indépendant et complet de la Chine dans le domaine des équipements de creusement de tunnels en géologie extrême.

Lorsque le « Zhaosu » a atteint avec précision le point d’arrêt prévu, l’histoire de la conquête des géologies composites glaciaires et ultra-profondes par les équipements nationaux de haute technologie pour le creusement a été écrite. « L’équipement national lourd » n’est plus seulement un titre, mais chaque mètre d’avancement solide à travers le noyau glaciaire du Tianshan.