Tunnel ferroviaire de Vierzy : vieillissement, altération des maçonneries calcaires

Causes de l’effondrement catastrophique du 16 juin 1972

Vierzy railway tunnel : ageing, alteration of calcareous masonry

Causes of the catastrophic collapse, June 16, 1972

Consultant 6, rue Carrière-Marlé 92340 Bourg-la-Reine marcelamould@yahoo.fr, France.

Résumé

Le tunnel ferroviaire de Vierzy a été creusé en 1859-1860 dans des sables cuisiens sous 38 m de couverture essentiellement de calcaires lutétiens. L’accident est dû à l’effondrement de 15 m de longueur de voûte maçonnée et de 4 m d’épaisseur de calcaires du Lutétien inférieur. Une première cause est une malfaçon à la construction du clavage de la maçonnerie de la voûte, entre deux sections d’excavation. En 1914 un effondrement volontaire militaire a créé une « cathédrale » de 17 m de haut, 50 m de longueur en axe, 10 000 m³ d’éboulis, à 20 m de la limite sud de l’effondrement de 1972. L’ébranlement a provoqué l’affaissement des formations du Lutétien inférieur sur la voûte. Les fumées de la traction à vapeur ont déposé des suies contenant des sulfures et du charbon imbrûlé dans les vides ainsi créés et dans les hors profils, la maçonnerie et les mortiers caverneux. Ceci a permis le développement d’une altération sulfurique, acide, accélérée par un processus bactérien sur les mortiers et les moellons calcaires et réduit la portance de la voûte. A l’intrados la gélifraction a provoqué des réductions d’épaisseur des moellons tendres et gélifs avec chutes de fragments altérés. Le dégarnissage d’un rouleau de parement dégradé, en briques, purgé pour remplacement par du béton projeté a été la cause finale. Deux trains de voyageurs se sont presque simultanément encastrés dans l’éboulis faisant 108 morts. C’est la troisième plus grande catastrophe de l’histoire ferroviaire française.

Abstract

The Vierzy railway tunnel was excavated in 1859-1860 in cuisan sands below 38 m of essentially lutetian limestones. The accident is due to the collapse of the roof of the tunnel on a 15 m long section and of about 4 m thick Lower lutetian formations. The initial cause of the collapse is a defect, at construction time, in the keystone zone of the masonry of the circular vault, at the joint between two sections of excavation. In 1914 a war destruction with explosives created a collapse and a « cathedral » 50 m long, 17 m high, and a cone of 10,000 m³ debris at 20 m of the 1972 collapse. The shaking provoked the sinking of Lower lutetian formations on the masonry, at a distance, Middle Lutetian staying as a slab. Fumes of steam trains deposited soots with coal and sulphides (pyrite) particles in voids of the ground and of the mansory up to in cavernous mortar. This permitted a sulfuric acid alteration, increased by bacterial processes, changing carbonates into soluble sulfates (gypsum). It lowered the resistance of the vault and permitted the fall of quarry stones. At the inner surface freezing caused a progressive fall of debris and reduction of thickness of the masonry. Thin facing rolls of bricks or concrete were placed here and there as a protection. The removing of a section of such a roll of bricks, altered, to be substituted with concrete was the final cause. One limit of the removed section coincides with one limit of the collapse. On June 16,1972, two passenger trains crossed into the tunnel at a small interval and collided with the cone of debris. There were 108 deaths. It is the third most important catastrophe in French railway history.