La construction de tunnels, pilier de l’infrastructure suisse

Totalisant près de 560 tunnels ferroviaires et 360 tunnels routiers, la Suisse compte parmi les pays d’Europe qui possèdent le plus grand nombre de tunnels, malgré sa superficie restreinte. Ce nombre impressionnant s’explique par la topographie alpine, qui a rendu indispensable la construction de tunnels ferroviaires ou routiers et de galeries techniques. Les tunnels constituent donc un maillon essentiel de l’infrastructure suisse et jouent un rôle clé pour les transports, l’économie et l’interconnexion nationale. Ils permettent de relier les différentes régions entre elles toute l’année, quelles que soient les conditions météorologiques, et renforcent la cohésion territoriale. Les exigences croissantes en matière de sécurité, de développement durable et d’efficacité des ressources, jointes aux moyens considérables mobilisés pour la construction et l’exploitation de ces ouvrages, sont autant d’appels à innover et à poursuivre inlassablement les activités de recherche.

Histoire et records

L’histoire de la construction des tunnels en Suisse est étroitement liée à la traversée des Alpes. Le XIX^e siècle a vu émerger les premiers grands tunnels ferroviaires, destinés à favoriser le commerce et la mobilité. L’ouverture du tunnel ferroviaire du Saint-Gothard en 1882 a marqué une étape décisive. Considéré à l’époque comme une prouesse technique avec ses quelque 15 kilomètres de long (Göschenen–Airolo), l’ouvrage a renforcé durablement la liaison entre le nord et le sud de l’Europe.

Au cours du XX^e siècle, avec l’extension du réseau routier national, les tunnels routiers ont pris une importance croissante, comme en témoigne l’ouverture du tunnel routier du Saint-Gothard en 1980.

La nouvelle ligne ferroviaire à travers les Alpes (NLFA), réalisée à la fin du XX^e siècle, a amorcé une nouvelle ère dans la construction de tunnels. Les tunnels de base du Lötschberg, du Saint-Gothard et du Ceneri ont été inaugurés respectivement en 2007, en 2016 et en 2020. Le tunnel de base du Saint-Gothard (Erstfeld–Bodio), long de 57 kilomètres, est considéré à la fois comme le plus long tunnel ferroviaire du monde et comme un symbole de la force d’innovation de l’ingénierie suisse.

Des projets tels que le tunnel de base du Saint-Gothard auraient été pratiquement impossibles à réaliser avec les technologies du XX^e siècle. Les progrès réalisés dans le domaine du creusement mécanisé de tunnels, des méthodes de relevé numérique, des prévisions de scénarios géologiques et de la surveillance en temps réel ont considérablement repoussé les limites techniques de la construction de tunnels et permettent aujourd’hui d’en augmenter la longueur et la profondeur tout en garantissant une sécurité au travail accrue. De plus, de nouvelles méthodes fondées sur les données permettent de détecter les risques à un stade précoce et de gérer plus efficacement les travaux d’avancement.

Grands projets en cours et recherche dans le domaine de la construction de tunnels

La construction de tunnels continue d’occuper une place de choix dans le secteur du génie civil en Suisse, même après l’ouverture du tunnel de base du Saint-Gothard. Des projets de grande ampleur tels que l’extension de la ligne ferroviaire Zurich-Winterthour ou l’élargissement et la rénovation du contournement nord de Zurich sur l’autoroute A1 illustrent de manière exemplaire le rôle déterminant de la construction de tunnels dans l’amélioration durable de l’offre de transport ferroviaire et routier en Suisse. Depuis 2025, le pays donne également corps à un autre projet de construction de tunnel d’envergure internationale: le creusement principal du second tube du tunnel routier du Saint-Gothard bat son plein. L’inauguration est prévue en 2032.

La réalisation de ces projets d’envergure suscite des recherches inlassables dans le domaine de la construction de tunnels à des fins d’amélioration. Les expert-e-s de la BFH se penchent tout particulièrement sur les techniques de stabilisation, les matériaux de construction durables et l’utilisation des technologies numériques afin de développer des solutions techniques convaincantes en mesure de faire face à des conditions géologiques complexes. À cet égard, la BFH collabore étroitement avec des partenaires issu-e-s du monde industriel, notamment dans le cadre de travaux d’étudiant-e-s.

Études de bachelor privilégiant le lien avec la pratique

Le lien étroit entre recherche, enseignement et pratique transparait également dans les travaux de fin d’études. Un exemple récent est le mémoire de bachelor de Marcel Häusler dans le domaine de la construction de tunnels, rédigé au sein de la filière Génie civil.

Dans son travail, Marcel Häusler a étudié le creusementd’une caverne logistique située au portail sud principal du second tube du tunnel routier du Saint-Gothard. Ce faisant, il a systématiquement analysé les données issues des sondages par forage préliminaires et a élaboré un modèle de prévision de la résistance à la compression de la roche dans la section étudiée. Partenaire de son mémoire, la société Marti Dienstleistungen AG a fourni les données de forage nécessaires ainsi que les résultats des essais en laboratoire portant sur la résistance à la compression de la roche des pièces provenant du creusement. L’objectif de ce travail était d’étudier la possibilité de déterminer la résistance de la roche en toute fiabilité à partir des données de forage, afin de pouvoir à l’avenir compléter ou réduire les essais en laboratoire, qui se révèlent couteux. Objectif atteint: l’analyse réalisée par l’étudiant en bachelor a confirmé que cette résistance pouvait être estimée en toute fiabilité à partir des données de forage dans la section étudiée. Cette approche constitue un outil prometteur pour la reconnaissance à l’avancement immédiate durant la période de creusement du tunnel. Le résumé complet du mémoire peut être consulté dans le Book réunissant les travaux de fin d’études en génie civil 2026 (PDF, en allemand).

L’innovation, sésame de la construction des tunnels de demain

Les progrès considérables réalisés dans les méthodes de prévision géotechnique, les techniques de creusement et la logistique des chantiers sont loin d’avoir épuisé les possibilités d’innovation dans le domaine de la construction de tunnels. Les nouveaux chantiers gagnent en complexité, car ils imposent des exigences plus strictes en matière de sécurité, de développement durable et d’efficacité des ressources. Dans le cas de projets uniques et transgénérationnels, tels que l’aménagement d’un lieu d’enfouissement (dépôt des déchets radioactifs en couche géologique profonde), le dynamisme du secteur de la construction représente un facteur crucial pour leur réussite à long terme. Parallèlement, les nouvelles technologies, notamment dans des disciplines telles que les technologies de l’information ou les sciences des matériaux, ouvrent sans cesse de nouvelles perspectives pour rendre les processus de construction plus efficaces et plus sûrs. La recherche et le développement dans le domaine de la construction de tunnels sont donc promis à un bel avenir.