Tunnel de Hsuehshan : de la « mission impossible » au miracle d'ingénierie taïwanais fait de larmes et de sang

Vue d'ensemble en 30 secondes :
Long d'environ 12,9 kilomètres, le tunnel de Hsuehshan est le plus long tunnel routier de Taïwan et l'un des plus vastes ensembles de tunnels routiers à deux tubes au monde, comprenant 58 tunnels de tailles diverses ¹. Mis en chantier en 1991, il fallut 15 ans et environ 18,5 milliards de dollars taïwanais pour l'achever. Son histoire de creusement fut jalonnée d'irruptions d'eau dans des failles et d'effondrements par affouillement, au point que des experts internationaux le qualifièrent de « mission impossible ». Les équipes d'ingénierie taïwanaises finirent pourtant par l'ouvrir officiellement à la circulation en 2006, grâce à leur ténacité et à des méthodes innovantes, réduisant le trajet entre Taipei et Yilan de 2 heures à environ 40 minutes.

15 décembre 1997 : l'instant où le souffle faillit se suspendre

Le 15 décembre 1997, à 8 heures du matin, dans les profondeurs du tube ouest du tunnel de Hsuehshan, la terre émit un grondement sourd de compression. Le tunnelier à pleine section, ou TBM, d'un coût d'un milliard de dollars taïwanais, était piégé dans la zone fracturée de la faille de Jinying, tandis que l'eau continuait de s'infiltrer par le haut ².

« L'eau continuait d'affluer de toutes parts, les segments de soutènement se fissuraient de plus en plus gravement, et deux à trois cents personnes s'activaient sur le site pour tenter de sauver la situation. » Lorsque Leng Yaodong, Chinois de Birmanie alors directeur adjoint électromécanique, évoque cette catastrophe, sa voix garde encore une trace de frayeur ². À ce moment-là, le flux d'eau sous haute pression, chargé de boue et de sable, plaçait la structure du tunnel au bord de l'effondrement. Vers midi, Leng Yaodong comprit que quelque chose n'allait pas et ordonna l'évacuation de tout le personnel.

Dans le chaos de l'évacuation, il se souvint soudain que l'alimentation haute tension de 22,8 KVA du TBM n'avait pas été coupée. Si l'eau entrait en contact avec l'électricité, plus de trois cents personnes sur le site n'auraient aucune chance de survie. Il prit le risque de retourner en courant dans la salle de contrôle principale pour couper le courant. Au moment même où il se retourna pour fuir, un fracas d'effondrement retentit derrière lui. Cet « engin de forage miracle », dans lequel tant d'espoirs avaient été placés, fut enseveli sous l'afflux d'eaux souterraines anciennes, accumulées depuis des millénaires, devenant l'un des coûts les plus tragiques de l'histoire du tunnel de Hsuehshan ².

Cette catastrophe mit le TBM hors d'usage. L'équipe de chantier, soumise à une pression immense, fut contrainte de recourir à la méthode traditionnelle de forage et dynamitage (NATM) et d'ouvrir de nouveaux fronts de travail, notamment le puits vertical no 2, afin de renverser la tendance du calendrier ³. Cet épisode révèle la tension centrale des 15 années de construction du tunnel de Hsuehshan : géologie, technologie, volonté et chance tiraient simultanément l'avancement du chantier dans des directions opposées.

Pousser la géologie à ses limites : le grès de Szeleng, plus dur que l'acier, et les eaux millénaires

Pourquoi le tunnel de Hsuehshan fut-il si difficile à construire ? La réponse se trouve dans la structure géologique propre à la chaîne de Hsuehshan, à la fois singulière et hostile.

Le tunnel devait traverser 6 grandes failles, 98 zones de cisaillement et 36 zones d'irruption d'eau ⁴. Ce qui inspirait le plus de crainte aux ingénieurs était le « grès de Szeleng », surnommé « l'acier du monde des roches ». Sa résistance atteint 1200 à 2785 kg/cm², sa teneur en quartz 82 %, et sa dureté de Mohs se situe entre 6 et 7, bien au-dessus des 5,5 de l'acier d'armature ordinaire ⁵. Sur les quelque 3 671 mètres de grès de Szeleng, le TBM, initialement censé progresser rapidement, avança avec une lenteur extrême : un peu plus d'un mètre par jour en moyenne, et il resta même immobilisé jusqu'à 885 jours ⁶.

Plus redoutable encore était l'« irruption d'eau ». À l'entrée ouest du tunnel, les eaux provenaient d'une nappe profonde d'« eaux souterraines anciennes », accumulées depuis huit mille à vingt mille ans ⁷. Dès qu'un filon d'eau était sectionné, l'eau sous haute pression jaillissait comme une crue, chargée de boue et de sable. Le débit maximal enregistré atteignit 750 litres par seconde, une éruption d'une ampleur suffisante pour submerger instantanément le tunnel et détruire n'importe quel équipement ⁶.

Pour faire face à ces défis, 100 millions de dollars taïwanais furent investis avant les travaux dans les études géologiques du tracé, puis 87,5 millions supplémentaires durant la construction pour des investigations complémentaires, des montants très supérieurs aux pratiques habituelles des chantiers nationaux de l'époque ⁸.

Réponses techniques et méthodes innovantes : la résilience taïwanaise

Face à des experts internationaux désemparés, dont certains allèrent jusqu'à déclarer qu'ils se feraient seppuku s'ils ne trouvaient pas de solution, avant de partir dans l'abattement ⁹, les équipes d'ingénierie taïwanaises firent preuve d'une résilience et d'une inventivité remarquables.

Elles mirent au point plusieurs « cinq grandes méthodes » adaptées à cette géologie hostile ¹⁰, parmi lesquelles :

1. Trois ensembles de puits verticaux pour ouvrir de nouveaux fronts de travail : trois puits furent ajoutés au milieu de l'axe principal du tunnel, deux puits principaux et un puits de galerie pilote. Creusés verticalement depuis la surface jusqu'à la profondeur du tunnel, ils permirent de créer plusieurs fronts de chantier simultanés et de réduire nettement la durée des travaux ¹.
2. Technique d'injection pour arrêter l'eau : face aux irruptions d'eau sous haute pression, des injections à haute pression furent utilisées pour faire pénétrer du coulis de ciment ou des coulis chimiques dans les fissures de la roche, formant un rideau d'étanchéité et contrôlant efficacement les venues d'eau ¹¹.
3. Méthode de pré-déformation : avant l'excavation, le massif rocheux environnant était renforcé à l'avance afin de réduire les déformations et les effondrements après creusement.
4. Prospection géologique avancée : par forages géologiques, mesures sismiques et autres méthodes, les équipes anticipaient l'état géologique en avant du front afin d'ajuster rapidement la stratégie de construction.
5. Usage combiné du TBM et du forage-dynamitage : dans les sections de grès de Szeleng, lorsque le TBM peinait à avancer, les équipes basculaient résolument vers la méthode traditionnelle de forage et dynamitage, puis réactivaient le TBM dans les couches plus stables, répondant avec souplesse aux variations géologiques ³.

Ces méthodes innovantes et ces stratégies flexibles permirent finalement au chantier du tunnel de Hsuehshan de surmonter les obstacles successifs.

Figures clés et tournants : de l'« impossible » à la percée intégrale

La construction du tunnel de Hsuehshan traversa plusieurs gouvernements et plusieurs présidents du Yuan exécutif, chacun devant assumer l'immense pression liée à son ouverture. Ce chantier mit à l'épreuve la technologie, les engagements politiques et la patience de l'opinion publique.

Le 16 septembre 2004, le président Chen Shui-bian présida la cérémonie de percée intégrale du tunnel de Hsuehshan. Dans son discours, il déclara avec émotion : « La difficulté du chantier du tunnel de Hsuehshan figure déjà dans l'Encyclopaedia Britannica ; c'est un bien appartenant à toute la population. » ¹² Zheng Wenlong, alors directeur du Bureau national des autoroutes, révéla plus tard un petit secret concernant la cérémonie : afin de garantir que l'explosion se déroule sans incident le jour même, les ingénieurs avaient déjà « arrangé » les choses la veille, pour que le dernier mile puisse être présenté parfaitement devant le président et la vice-présidente ¹³.

La percée ne signifiait toutefois pas la fin du chantier. Les améliorations des systèmes électromécaniques et de contrôle du trafic prirent ensuite près de deux années supplémentaires. Le ministre des Transports de l'époque, Lin Ling-san, confronté à plusieurs reports des inspections d'ouverture, subit une forte pression politique ; des législateurs le raillèrent même en disant qu'il se montrait « trop réaliste envers le premier ministre Hsieh Chang-ting » ¹⁴. Pour les ingénieurs, cependant, la sécurité restait le seul critère : ils insistèrent pour n'ouvrir à la circulation qu'une fois toute menace écartée.

Les noms des 25 morts en service : le mémorial de l'aire de service de Shiding

Aujourd'hui, lorsque nous traversons la chaîne de Hsuehshan en environ 40 minutes, avec la climatisation dans le tunnel et la radio en fond sonore, rares sont ceux qui remarquent, dans un coin de l'aire de service de Shiding sur l'autoroute nationale no 5, le « mémorial aux personnes mortes en service lors du chantier de l'autoroute Taipei-Yilan ».

Ce mémorial honore les 25 travailleurs morts en service pendant la construction de l'autoroute Taipei-Yilan, incluant le tunnel de Hsuehshan. Ils comprenaient 12 ingénieurs taïwanais et 13 ouvriers thaïlandais ¹⁵. Si l'ensemble du chantier de l'autoroute Taipei-Yilan compta 25 morts en service, environ 13 d'entre eux périrent directement sur le chantier du tunnel de Hsuehshan ¹⁶. Certains furent ensevelis sous des masses de terre et de roche lors d'effondrements par affouillement ; d'autres furent emportés par des irruptions d'eau sous haute pression ; d'autres encore moururent d'épuisement dû à l'air vicié et aux températures élevées à l'intérieur du tunnel.

Le mémorial est fait du grès de Szeleng, la roche la plus dure rencontrée dans le tunnel de Hsuehshan, symbolisant la difficulté et les défis du chantier. Sa forme s'inspire de l'emblème du Bureau national des autoroutes et de l'île de Guishan ; l'inscription gravée sur la stèle porte les noms de toutes les personnes mortes en service ainsi qu'un résumé du chantier ⁸. Ces 25 vies constituent la note la plus lourde au bas de la page ouverte par la mise en service du tunnel de Hsuehshan. L'achèvement de ce tunnel dépendit de la technologie d'ingénierie, mais aussi des risques assumés par d'innombrables travailleurs dans l'obscurité du sous-sol.

Yilan après l'ouverture : coûts et gains de la troisième révolution

Le tunnel de Hsuehshan est qualifié de « troisième révolution » dans l'histoire du développement de Yilan ².

• Première révolution : il y a 230 ans, Wu Sha entra à Yilan pour y ouvrir des terres à la culture, lançant l'histoire pionnière de la plaine de Yilan.
• Deuxième révolution : il y a près d'un siècle, l'ouverture de la voie ferrée entre Taipei et Yilan améliora considérablement les transports et la circulation des marchandises.
• Troisième révolution : le 16 juin 2006, l'ouverture du tunnel de Hsuehshan intégra officiellement Yilan au « cercle de navettage d'une heure de Taipei » ¹⁷.

Après l'ouverture, le tourisme et l'hôtellerie de Yilan connurent une forte croissance, les prix de l'immobilier s'envolèrent, mais de graves embouteillages de week-end apparurent également, ainsi que des effets sociaux tels que le morcellement des terres agricoles. Les archives du musée des histoires des grands-mères de Yilan notent que ce tunnel a fait ressentir aux habitants de Yilan un mélange d'attente et de crainte d'être blessés ³.

Le tunnel de Hsuehshan aujourd'hui : sécurité, technologie et défis

La conception du tunnel de Hsuehshan intègre des normes de sécurité de niveau mondial, notamment une configuration à deux tubes séparant les sens de circulation, qui évite efficacement les collisions frontales, ainsi que des systèmes électromécaniques et de prévention des catastrophes avancés ^{18 19}. Son système de ventilation, une première mondiale de type longitudinal renforcé, comprend 36 ventilateurs axiaux principaux et 112 ventilateurs à jet, assurant la qualité de l'air et l'efficacité du désenfumage à l'intérieur du tunnel ¹.

Depuis son ouverture, le tunnel de Hsuehshan reste toutefois confronté à des défis. La gestion du trafic pendant les jours fériés est le principal point sensible, surtout pendant le Nouvel An lunaire et les longs congés, lorsque le trafic vers le nord augmente souvent de 10 à 24 %, provoquant de graves congestions ²⁰. Le Bureau des autoroutes a donc installé un système d'alerte pour véhicules lents et utilise des images en temps réel ainsi que des annonces radio pour rappeler les consignes aux usagers ²⁰. Malgré l'excellence de la conception de sécurité du tunnel lui-même, le phénomène des « chefs de file », ces véhicules roulant trop lentement et ralentissant toute une file, demeure un facteur clé d'inefficacité du trafic.

Le tunnel de Hsuehshan en chiffres : des données impressionnantes

À l'époque, l'échelle du chantier du tunnel de Hsuehshan pesait lourd sur la carte mondiale de l'ingénierie :

Conclusion : un long fleuve d'histoire en mouvement

Le tunnel de Hsuehshan est une ouverture de béton armé, mais aussi une histoire d'ingénierie en mouvement. Dans un contexte de ressources limitées et d'abandon par des experts internationaux, les ingénieurs taïwanais, grâce à une volonté indomptable et à une pensée innovante, ont mené à bien ce chantier qualifié de « mission impossible ».

Comme l'a dit Leng Yaodong, il avait rêvé que le TBM tombait dans un trou noir, et son âme était depuis longtemps liée à ce tunnel ². Ce tunnel porte les souvenirs les plus glorieux et les plus douloureux du monde taïwanais de l'ingénierie. La prochaine fois que vous entrerez en voiture dans le tunnel et verrez défiler les bornes kilométriques sur les murs, vous pourrez peut-être penser à cet après-midi de 1997, à cette silhouette qui risqua sa vie dans l'obscurité pour couper le courant, et à ces héros anonymes qui luttèrent dans le ventre de la montagne contre des eaux millénaires. Leur histoire est le paysage que nous devrions garder le plus vivement en mémoire lorsque nous traversons le tunnel de Hsuehshan.

Lorsque vous empruntez le tunnel de Hsuehshan, ralentissez et respectez le code de la route ; c'est une responsabilité envers votre propre sécurité, mais aussi une marque de respect envers les 25 morts en service et envers les innombrables ingénieurs et travailleurs qui y ont consacré leur sueur et leur sang.

Lectures complémentaires

• Système de transport de Taïwan — Comprendre l'importance du tunnel de Hsuehshan à partir des réseaux routiers, ferroviaires et de transports publics.
• Développement urbain et écarts ville-campagne à Taïwan — Pour prolonger la lecture sur la façon dont les infrastructures de transport transforment le développement local et les mouvements de population.

Références