L’excavation, terme couramment employé, désigne à la fois l’acte de creuser dans la terre et le résultat de cette action. Elle peut être réalisée manuellement, souvent dans le cadre de la création des fondations d’un bâtiment, reflétant ainsi l’ingéniosité humaine. Parallèlement, la nature elle-même sculpte le paysage, comme le font les cours d’eau ou les glaciers, façonnant ainsi des excavations à travers des processus naturels.
Les outils mécaniques dédiés à ces œuvres de creusement portent les noms d’excavateur ou d’excavatrice, des termes empruntés de l’anglo-américain « excavator ».
Dans le langage spécifique de certains métiers, le mot excavation acquiert des nuances particulières. Par exemple, en exploitation minière, une excavation à l’air libre, telle qu’une carrière ou une mine à ciel ouvert, est désignée comme une « excavation à ciel ouvert ». À l’inverse, les travaux souterrains sont qualifiés d’« excavation souterraine ».
Dans l’univers de la construction, le terme excavation se diversifie encore. Les creusements effectués pour établir des fondations prennent le nom de « fouilles ». Dans le domaine du terrassement, on parle de « déblai ». En archéologie, l’acte de mettre au jour des vestiges anciens est également qualifié de « fouille ». Le terme « fond d’excavation » ou « fond de fouille » est utilisé pour désigner la partie la plus profonde d’une excavation ou d’une fouille en cours de construction.
Les professions liées à ces divers domaines incluent les maçons, les terrassiers, les spécialistes de la taille des parois d’excavation, les mineurs, entre autres. Ces métiers requièrent à la fois savoir-faire technique et respect de la tradition, jouant un rôle crucial dans la transformation et la conservation de notre environnement bâti et naturel.
Différentes notions du terme excavation
Excavation minière
Dans les sphères spécialisées de la géotechnique, du génie minier et du génie civil, l’art de l’excavation revêt plusieurs formes, chacune adaptée à des besoins spécifiques et à des défis uniques. On distingue l’excavation mécanique, armée de ses pelles, chargeurs et brises-roches, de l’excavation à l’explosif, où la puissance brute se marie à la précision. S’ajoutent à cela l’excavation par aspiration, une danse délicate entre l’air et la matière; l’excavation au jet, où l’eau se fait sculpteur; et l’excavation pneumatique, un ballet d’air comprimé.
escavation minière de cuivre
Les termes se multiplient pour décrire ces processus : excavation descendante, excavation de galeries, creusement de tunnels, percement de tunnels, excavation de stross, classes d’excavation… autant de nuances dans le langage technique qui reflètent la complexité et la diversité de ces opérations. Lorsque l’on parle d’« excavation minière », on spécifie la finalité de l’excavation. Ce terme peut se substituer à « opérations minières », un concept plus large qui englobe, entre autres, l’excavation de terre et de roche.
Dans ce domaine, on établit une distinction fondamentale entre les excavations à ciel ouvert et les excavations souterraines. Quand les travaux pénètrent les entrailles de la terre, atteignant des profondeurs où le ciel n’est plus qu’un lointain souvenir, c’est le domaine de l’exploitation souterraine qui s’ouvre, avec ses propres règles, défis et techniques.
Dans l’univers fascinant de l’excavation, on découvre des carrières et des mines à ciel ouvert, des théâtres grandioses de l’extraction minière. Leur conception est un acte de finesse, dicté par les caractéristiques géologiques et minéralogiques du terrain. Dans ce ballet minier, deux chorégraphies se distinguent : l’exploitation par découverte et l’exploitation par fosse, chacune avec ses propres règles et défis.
excavation de galerie
Ces immenses théâtres à ciel ouvert accueillent des engins lourds, des colosses de métal aux dimensions qui défient l’entendement – pelles hydrauliques, dumpers, chargeuses de taille imposante. Ces géants mécaniques, évoluant dans des décors presque surréalistes, sont les protagonistes de ce monde de l’excavation à ciel ouvert.
Les excavations à ciel ouvert sont baptisées selon leur nature : fouilles, tranchées, entailles, foncements. Chacun de ces termes évoque une forme particulière de creusement, une méthode spécifique de dompter la terre. En contraste, le monde souterrain possède son propre vocabulaire. On parle de galeries, puits, vallées, descenderies, chambres et tailles d’exploitation. Ces termes dessinent les contours d’un univers caché, un labyrinthe enfoui sous la surface.
La galerie, par exemple, est une excavation allongée, plus haute que large, s’étendant en longueur, horizontalement ou presque. Ses variantes – galeries de recherche, de traverse, d’allongement, d’aérage, d’écoulement, de passage, de roulage – témoignent de la diversité des fonctions que ces passages peuvent remplir.
Quant au puits, c’est une excavation verticale ou quasi verticale, plongeant dans les profondeurs de la terre. Selon son usage – principal, d’extraction, d’aérage, de descente, de secours, de décharge – il prend différents noms. Lorsqu’il s’écarte de la verticale, on le nomme puits oblique, et s’il se creuse sur le sol même des galeries, il acquiert une nouvelle dimension.
Si l’inclinaison d’un puits avec la verticale approche ou excède 45°, il change de catégorie et devient une vallée ou une descenderie. Les tailles et les chambres d’exploitation, quant à elles, sont sculptées dans le minerai même, souvent disposées en gradins, arrachant les richesses de la terre pour les hisser à la lumière. Chaque terme, chaque mot est chargé d’histoire et de technique, formant un langage à part entière qui raconte les récits de l’exploitation minière, de ses défis et de ses triomphes.
Les fouilles en construction
Dans le bâtiment et la construction, le terme « fouille » revêt une importance capitale. Souvent associé aux travaux de fondation ou de terrassement, il désigne à la fois l’acte d’extraire la terre et le résultat de cette extraction – une cavité ou un espace creusé dans le sol, prêt à accueillir les fondements d’une structure.
fouilles en construction
Ernest Bosc, dans ses écrits, illustre cette dualité du terme, soulignant qu’une fouille représente autant le processus d’excavation que l’excavation elle-même, préparée pour recevoir des matériaux ou pour établir les bases d’une construction. Cette nuance subtile reflète la complexité et la précision nécessaires dans le monde de la construction.
Les méthodes pour effectuer ces fouilles varient en fonction de la nature du terrain et des dimensions requises. Elles peuvent prendre la forme de déblaiements ou d’excavations plus structurées. Selon le contexte et l’objectif, ces creusements prennent différents noms : sondes, tranchées, rigoles, chacun correspondant à une configuration et une méthode spécifiques.
Ces termes, bien que souvent utilisés de manière interchangeable, portent en eux des nuances importantes dans le monde professionnel du bâtiment. Ils définissent non seulement la méthode d’extraction, mais aussi la forme et la finalité de l’espace créé. Ainsi, dans l’art de construire et de façonner notre environnement, chaque mot, chaque terme choisi, apporte une couche supplémentaire de précision et de compréhension à l’œuvre complexe et délicate qu’est la construction.
Fouilles archéologiques
Le terme « fouille » revêt également une signification particulière dans les domaines de l’archéologie et de la paléontologie. Dans ces disciplines, le temps est un sculpteur silencieux, enfouissant objets, structures et fossiles sous des couches successives de sédiments. Les vestiges d’activités humaines ou d’événements naturels, parfois ensevelis suite à des catastrophes diverses, se retrouvent cachés sous la surface, attendant d’être redécouverts.
fouilles archéologiques
Fouilles maritimes
Le dragage est une opération d’excavation spécialisée, une intervention chirurgicale dans le domaine aquatique, où sols et alluvions sont soigneusement retirés des profondeurs de lacs, fleuves, rivières, watringues, canaux, estuaires, et chenaux marins. Cette technique permet de modeler et de maintenir les voies navigables, garantissant ainsi leur accessibilité et leur sécurité.
Les outils d’excavation
L’excavation, cet art ancestral de modeler la terre, peut se pratiquer de manière traditionnelle, armée de la pioche, du pic, et de la pelle, instruments rudimentaires mais éprouvés par le temps. Parallèlement, la modernité offre des machines plus sophistiquées, telles que les excavateurs ou excavatrices. Ces titans mécaniques se déclinent en une variété de formes : pelles mécaniques hydrauliques, excavatrices-aspiratrices, excavatrices à roue à godets, excavatrices à chaîne à godets, trancheuses issues du monde de l’abattage, et bien d’autres.
La nature du sol – qu’il soit rocheux et dur, sableux et meuble, ou argileux et compact – dicte souvent le choix de l’outil adéquat. Les conditions d’accès au chantier et la taille de ce dernier influencent également cette décision. Dans les pays industrialisés, le coût salarial et la recherche de l’efficacité encouragent l’emploi de ces machines, surpassant en puissance et en endurance les outils manuels traditionnels.
Après l’excavation vient l’étape cruciale de l’enlèvement des terres. Cette tâche consiste à évacuer la terre et les débris de la fouille ou de l’excavation vers une décharge publique. Le moyen le plus direct est de permettre aux véhicules de transport de s’approcher au plus près du site d’excavation. Sur les chantiers plus vastes, des rampes sont ménagées pour que les tombereaux puissent atteindre le fond des excavations. Dans les cas où le transport se fait par brouettes, on installe des plats bords sur ces rampes pour faciliter le mouvement.
excavatrices à chaîne à godets
Dans les situations où il n’est pas possible de créer des rampes, les terres sont retirées à l’aide de banquettes. Pour les fouilles étroites et profondes, on recourt à des treuils pour hisser et descendre des seaux ou des bourriquets, une méthode certes plus lente et donc plus coûteuse. Historiquement, le transport des terres vers les décharges publiques se faisait généralement en tombereau, tiré par un ou deux chevaux, illustrant ainsi une époque où l’interaction entre l’homme, l’animal et la machine façonnait le paysage de l’excavation.
Le domaine de la géotechnique, ainsi que ceux du génie minier et du génie civil, distinguent une gamme variée de techniques d’excavation, chacune adaptée à des conditions et des besoins spécifiques. L’excavation mécanique, par exemple, fait appel à des outils tels que des pelles, des chargeurs et des brises-roches. À côté de cela, l’excavation à l’explosif, incluant le découpage fin ou prédécoupage, optimise l’utilisation des explosifs en segmentant les travaux en paliers. On trouve également des méthodes telles que l’excavation par aspiration, l’excavation au jet et l’excavation pneumatique, chacune apportant sa propre solution aux défis posés par le terrain.
Dans le langage technique, on distingue les termes « excavateur » et « excavatrice ». Le premier désigne les engins de terrassement de grande envergure, souvent utilisés dans les carrières et les exploitations minières pour des travaux à haut rendement. Ces machines, généralement automotrices, se déplacent sur des chenilles. L’excavatrice, quant à elle, est un terme plus générique, englobant les pelles hydrauliques et certains types d’excavateurs légers, comme les trancheuses.
Le godet est la partie préhensile de ces machines, avec des variantes comme le godet chargeur ou le godet à dents pour les pelles mécaniques. Les modèles d’excavatrices diffèrent également, avec par exemple des excavatrices à roue à godets et à chaîne à godets, qui se distinguent par leurs mécanismes d’entraînement.
Parmi les machines spécifiques, la pelle en butte (ou power shovel) est notable. Avec son godet tourné vers le haut, elle est idéale pour l’extraction de matériaux au-dessus du niveau du sol. Historiquement, cette machine a joué un rôle clé dans l’expansion de l’extraction minière, en particulier dans les mines de charbon à ciel ouvert. Des modèles iconiques comme le Marion 5760 et le gigantesque Marion 6360 illustrent l’évolution et la puissance de cette technologie.
La pelle à benne traînante (ou dragline) est une autre machine remarquable, utilisée pour l’extraction à distance de matériaux. Le Big Muskie, par exemple, était un monstre mécanique, le plus grand engin de terrassement mobile de son époque. Enfin, la pelle rétrocaveuse et la rétrochargeuse représentent des avancées importantes dans la conception des engins de terrassement, offrant une flexibilité et une efficacité accrues dans des contextes variés, de la construction de routes aux projets miniers.
Chaque machine, chaque technique d’excavation, est un témoignage de l’ingéniosité humaine et de la quête incessante d’efficacité et d’adaptabilité dans le façonnage de notre monde.
Sécurité dans les travaux d’excavation
L’excavation nécessite une attention particulière quant à la sécurité des ouvriers et à la prévention des effondrements des parois ou des galeries. La complexité et les risques inhérents à ces opérations exigent une vigilance constante et l’adoption de mesures de sécurité rigoureuses.
sécurité dans une mines
Les risques d’effondrement ou d’éboulements, souvent associés à la profondeur et à la configuration spécifique des excavations, ainsi qu’à la nature du sol et à des dispositions défectueuses du chantier, constituent des menaces sérieuses. Les infrastructures souterraines telles que les gazoducs, les conduites hydrauliques, les câblages électriques, peuvent également présenter des dangers significatifs. De plus, la présence d’eaux souterraines ou de conditions météorologiques défavorables peut entraîner des inondations de fouilles, particulièrement critiques dans les contextes miniers. Un exemple tragique est l’inondation de la Mine de Lalle en 1861, qui a coûté la vie à 110 personnes suite à un violent orage.
Pour contrer ces dangers, des méthodes de blindage sont employées sur les chantiers de génie civil et minier. Ce terme englobe l’ensemble des techniques utilisées pour stabiliser et renforcer les parois ou les plafonds des tranchées, fosses, galeries de mine, puits ou tunnels. Parmi les méthodes de blindage, on trouve l’étaiement, l’utilisation de palplanches, ou le remplissage des fouilles avec une boue thixotrope, telle que la bentonite, lors des travaux d’excavation. L’installation de parois moulées ou de forages pour certains pieux emploie également ces techniques. De plus, l’utilisation de boulons à roche est courante pour renforcer les structures.
Des mesures telles que le pompage ou le rabattement de nappe sont également mises en œuvre pour drainer les eaux infiltrées dans les fouilles. Dans le secteur minier, on utilise le terme d’exhaure pour désigner cette pratique. La ventilation des galeries et des puits est cruciale, en particulier dans les mines, où les mineurs sont exposés à des gaz dangereux comme le grisou, le monoxyde de carbone, le radon, ou des substances toxiques présentes dans certains minerais.
Le travail d’excavation comporte donc de nombreux risques, et les imprévus peuvent mettre en danger la vie des ouvriers. Les codes de sécurité au travail locaux encadrent strictement ces opérations, visant à minimiser les risques et à protéger les travailleurs engagés dans ces activités complexes et périlleuses.