Le tunnel sous la Tamise fut achevé en 1843 et relie les deux rives de la Tamise à Rotherhithe et Wapping à Londres. Le projet, qui dura 20 ans, fut dirigé par Marc Isambard Brunel (1769-1849). Il s'agit du premier tunnel construit sous une grande étendue d'eau et du premier à utiliser un bouclier pendant sa construction.
Marc Isambard Brunel
En 1820, le seul point de passage de la Tamise à Londres était l'étroit London Bridge, et un autre point de passage était absolument nécessaire pour décongestionner le trafic dans la capitale (Tower Bridge ne fut construit qu'en 1894). La construction d'un second pont plus en aval aurait bloqué l'accès à la navigation, de sorte que l'alternative évidente, bien qu'apparemment impossible, était un tunnel. De grands tunnels avaient été construits dans diverses parties du réseau de canaux de Grande-Bretagne, mais l'idée de passer sous un grand fleuve était une première. Le plus grand problème auquel le projet fut confronté était de savoir comment empêcher l'inondation du tunnel pendant la phase de construction. Trois tentatives furent faites pour construire un tunnel, dont une par le célèbre ingénieur Richard Trevithick (1771-1833) en 1807, mais les trois projets se terminèrent par des inondations et autres catastrophes.
L'inventeur et ingénieur Marc Isambard Brunel fut le génie à l'origine du succès du tunnel de la Tamise, mais ce projet s'avérerait extraordinairement difficile à réaliser, notamment en raison de l'ampleur de la construction et du terrain, un mélange peu propice d'argile, de gravier, de boue et de sables mouvants. Brunel avait déjà conçu un tunnel pour un projet proposé à Saint-Pétersbourg en Russie, mais l'idée n'avait pas été retenue par les autorités de cette ville. Brunel était convaincu qu'il pouvait faire du tunnel de la Tamise une réalité et, en 1818, il s'associa à Thomas Cochrane, comte de Dundonald (1775-1860) pour faire breveter un dispositif qui s'avérerait essentiel au projet: un bouclier de tunnelier. Ce dispositif fut peut-être inspiré par le taret (Teredo navalis) qui s'enfonce dans les coques en bois des navires. L'intérieur mou du taret est protégé, pendant qu'il creuse, par une coquille extérieure dure qui entoure ses mâchoires et sa tête. L'idée de Brunel était qu'un bouclier servirait de support temporaire pour une partie de la zone excavée jusqu'à ce qu'une couverture plus solide du tunnel ne puisse être mise en place. Il s'agissait d'une précaution essentielle dans un sol mou ou gorgé d'eau, qui pouvait facilement s'effondrer pendant que les hommes creusaient le tunnel.
Entre-temps, l'échec de l'une des entreprises de Brunel en 1821 lui valut de passer quelque temps dans une prison pour dettes à Southwark, mais en 1822, il était un homme libre et prêt à relever à nouveau le défi du projet du tunnel de la Tamise. En 1823, Brunel fut nommé ingénieur en chef du projet et il modifia la conception de son bouclier afin de relever les défis du creusement d'un tunnel sous la Tamise. C'est la célèbre usine Maudslay de Lambeth, à Londres, qui fit du bouclier de tunnel de Brunel une réalité physique. Dirigée par Henry Maudslay (1771-1831), l'usine de Lambeth était, à bien des égards, le creuset où les idées d'ingénierie de la révolution industrielle britannique étaient forgées pour devenir réalité. Maudslay acheva le bouclier de tunnel de 80 tonnes en 1825. Il s'agissait d'un grand rectangle d'échafaudages en fer. Le bouclier mesurait environ 11 mètres (36 pieds) de large et 6,5 mètres (21 pieds 4 pouces) de haut. L'idée était que les ouvriers, répartis sur trois niveaux, enlèvent une planche de bois devant eux, creusent la terre sur 10 cm (4 in), puis replacent la planche. La plate-forme permettait à 36 hommes de travailler simultanément. L'ensemble de la structure en fer était avancé à l'aide de vérins à vis à chaque fois que le chantier avançait de quatre pouces (environ 10cm).
Problèmes de construction
La société chargée de construire le tunnel, la Thames Tunnel Company, avait été créée en février 1824 et les travaux commencèrent la même année. Le projet était financé par des investisseurs privés qui espéraient recevoir des dividendes une fois que le tunnel serait ouvert et que les usagers commenceraient à payer le péage de passage pour la commodité de son utilisation. Le 2 mars 1825, la première pierre fut posée à l'entrée du puits de Rotherhithe.
Une autre innovation du projet était la tour utilisée pour créer les grands puits d'entrée verticaux à chaque extrémité. Des ouvriers se trouvaient à l'intérieur de la tour creuse, qui descendait sous son propre poids (100 tonnes), ses arêtes inférieures en fer coupant le sol à mesure que les hommes creusaient. Les matériaux excavés étaient transportés au sommet de la tour à l'aide d'une chaîne de godets actionnée par un moteur à vapeur. Chaque puits d'entrée mesurait environ 15,2 mètres (50 pieds) de diamètre et descendait à environ 21,3 mètres (70 pieds). Les puits étaient ensuite recouverts de briques avant d'être revêtus de pierres. Des marches devaient être aménagées pour permettre aux piétons de descendre, tandis que les véhicules à roues utiliseraient de grandes rampes en spirale, que Brunel appelait "Grandes descentes".
Une fois le puits vertical creusé, le bouclier put être amené, et les travaux de déplacement horizontal sous le fleuve commencèrent le 28 novembre 1825. Tandis que le bouclier avançait, les hommes tapissaient le tunnel de briques pour créer deux passages parallèles. L'éclairage était assuré par des lampes à gaz. Il s'agissait d'un agencement complexe mais bien pensé d'hommes et de matériaux. Le projet avait été estimé à trois ans, ce qui s'avéra optimiste, principalement parce que le sol n'était pas aussi cohérent que les puits d'exploration l'avaient fait croire. Néanmoins, les chiffres étaient impressionnants:
En tout, 500 hommes travaillaient dans le tunnel à tout moment, leurs postes étant de 16 heures un jour et de 8 heures le lendemain, comprenant non seulement des mineurs et des maçons, mais aussi des forgerons, des charpentiers, des monteurs, des mécaniciens et des ouvriers... Ils produisaient 70 000 briques par semaine, 350 moules de ciment, 300 livres de chandelles et transportaient 750 tonnes de déchets de l'usine. (Waller, 55)
Bien que les hommes travaillant dans le bouclier s'en sortaient bien, il fallut faire face à de sérieux revers. Le premier problème était la longue histoire de la rivière Thames. La rivière avait été utilisée comme décharge et égout pendant au moins un millénaire, et la boue accumulée avec laquelle les excavateurs devaient compter était impitoyable. "Les hommes à l'avant du bouclier s'évanouissaient et étaient emportés par des vertiges, des douleurs thoraciques, des troubles de la vision et des suppurations aux bras" (Cruickshank, 48).
Le tunnel fut inondé deux fois. La première inondation eut lieu le 17 mai 1827, lorsque les excavateurs atteignirent une zone particulièrement mince entre eux et le lit de la rivière. La proximité de la masse d'eau située au-dessus fut confirmée lorsque Isambard, le fils de Brunel, descendit en cloche à plongeur dans les profondeurs troubles de la Tamise. La brèche fut comblée en faisant couler un radeau en bois sur cette partie du lit de la rivière, puis environ 150 tonnes de sacs d'argile furent jetées par-dessus.
Le bouclier et le tunnel avaient été gravement endommagés par l'inondation, et il fallut quatre mois pour reprendre les travaux d'excavation. En novembre, avec cette bravoure et cet esprit de spectacle typiques des grands projets d'ingénierie de l'époque victorienne, Brunel organisa un banquet dans l'un des tunnels à moitié achevés, avec des décorations de draperies rouges. Les convives pouvaient se voir grâce à une pléthore de candélabres en argent, mais avaient probablement du mal à s'entendre par-dessus le vacarme de la fanfare des Coldstream Guards. Les célébrations s'avérèrent prématurées.
La deuxième inondation eut lieu le 12 janvier 1828. Elle fut plus grave que la précédente, six ouvriers perdirent la vie. Une fois de plus, le tunnel obstrué dut être réduit et le bouclier du tunnel réparé. Les accidents ne se limitèrent pas aux ouvriers. Isambard Brunel, qui avait été nommé ingénieur résident du projet l'année précédente et qui était quelque peu enclin aux accidents, subit de graves blessures lorsqu'il tomba dans un réservoir d'eau non couvert en octobre 1827. Isambard se rétablit mais fut pris dans l'énorme mur d'eau qui s'abattit sur le tunnel lors de l'inondation de janvier; l'ingénieur fut sauvé de justesse de la noyade.
Une nouvelle version améliorée du bouclier fut construite, et le creusement du tunnel finit par reprendre en août 1828. Le projet était certainement un défi, et il y eut de nombreuses autres périodes de retard au cours de la décennie suivante. En juillet 1834, le gouvernement accorda une injection de fonds bien nécessaire de 270 000 £. Cet argent n'était qu'un prêt, mais il permit à Brunel de mettre au point une conception plus efficace de son bouclier, et les travaux reprirent en mars 1836. Le tunnel était devenu un projet de prestige d'importance nationale; les travaux devaient se poursuivre, quel qu'en était le coût.
Il y eut quatre autres épisodes d'inondations graves et plusieurs incendies d'envergure. Un autre problème était l'accumulation de gaz dangereux comme le méthane. La réalisation du projet prit tellement de temps que la presse qualifia le tunnel de "Great Bore". Le creusement du tunnel se poursuivit néanmoins et s'acheva en novembre 1840. Brunel fut fait chevalier pour ses efforts par la reine Victoria le 24 mars 1841. La reine fut impressionnée par l'exploit technique, mais moins par les conditions auxquelles elle fut soumise, comme elle le note dans son journal après sa visite: "On descend sur une longue distance et on entre ensuite dans le tunnel, qui était éclairé au gaz [...]. Il faisait excessivement chaud à l'aller comme au retour" (Waller, 61). La dernière étape de la construction fut achevée en 1842. Les nombreux retards survenus au fil des ans firent grimper les coûts du projet à plus de 630 000 £ (75 millions de dollars d'aujourd'hui).
Achèvement et utilisations
Le tunnel de la Tamise fut officiellement ouvert le 25 mars 1843. Il mesurait 396 mètres (433 yards) de long, 6 mètres (19,5 ft) de haut et 11 mètres (36 ft) de large. Sa profondeur maximale était de 23 mètres sous la surface de la Tamise. L'intérieur du tunnel, typique de l'époque, était plutôt plus splendide qu'il n'était nécessaire pour remplir sa fonction, avec de nombreux éléments décoratifs de l'architecture romaine dans le style néoclassique. Une médaille en argent fut frappée pour commémorer l'ouverture du tunnel. Elle montrait d'un côté les tunnels jumeaux de l'entrée de Wapping et de l'autre un portrait de profil de Marc Isambard Brunel.
Le tunnel dépassa tellement le budget prévu que le projet initial de permettre aux véhicules tirés par des chevaux de l'emprunter ne fut jamais réalisé, car il était trop coûteux de construire les rampes d'accès nécessaires. Pour l'instant, l'utilisation du tunnel était limitée aux piétons qui payaient un penny pour l'expérience. C'était une attraction populaire et, pour certains, un raccourci vers la rive opposée de la Tamise. Une autre raison de visiter le tunnel était les 63 étals installés dans les arches de briques, qui en faisaient une sorte de quai de divertissement sous terre. On pouvait y acheter divers articles et souvenirs, prendre des rafraîchissements, voir des panneaux d'information et écouter un orgue à vapeur. "Quelque 50 000 personnes firent la queue pour passer le premier jour; plus d'un million de visiteurs firent le déplacement dans les 15 semaines suivant l'ouverture, et 2 millions au cours des neuf premiers mois. Les revenus de ce trafic piétonnier s'élevaient à près de dix mille livres par an" (Waller, 61). Ce n'était cependant pas suffisant pour couvrir les énormes coûts de construction, rembourser les investisseurs initiaux ou le gouvernement pour son prêt de 1834.
Pour soutirer encore plus d'argent au public, une foire annuelle fut organisée dans le tunnel; elle durait trois jours et attira plus de 65 000 visiteurs britanniques et étrangers. Inévitablement, peut-être, la nouveauté du tunnel s'estompa, surtout pour les Londoniens, et le tunnel devint moins fréquenté par les piétons de passage et devint plus un repaire des prostituées et des pickpockets.
Ce n'est qu'en 1865, lorsqu'il fut acheté par l'East London Railway Company pour un tiers du coût de sa construction, que le tunnel fut enfin utilisé par les trains. Il fallut encore quatre ans pour que le premier train emprunte le tunnel sous la Tamise, le 7 décembre 1869. Le métro de Londres utilisa le tunnel à partir de 1913.
Le tunnel sous la Tamise est toujours utilisé par les trains aujourd'hui dans le cadre du réseau ferroviaire aérien de Londres. L'idée de Brunel concernant le bouclier du tunnel eut probablement beaucoup plus d'influence que le tunnel lui-même et est toujours largement utilisée sous forme cylindrique (comme Brunel lui-même l'avait conçu à l'origine, en fait) dans les projets de construction souterraine modernes du monde entier. À l'extrémité de Rotherhithe, dans une petite salle des machines, se trouve désormais un musée consacré à l'histoire de ce tunnel autrefois décrit comme la merveille de la révolution industrielle.
