Un voussoir est un élément préfabriqué en béton armé utilisé lors de la construction d'un tunnel. Lorsque le tunnelier creuse la roche, il pose simultanément des voussoirs le long de la galerie. Ces derniers s'emboîtent pour former un anneau qui tapisse les parois. Les voussoirs ont une triple fonction :
- permettre au tunnelier de poursuivre son avancée (le tunnelier s'appuyant sur les voussoirs qu'il vient de poser) ;
- soutenir la galerie et assurer sa résistance à la pression ;
- réaliser la finition intérieure du tunnel.
Selon la taille et les contraintes du tunnel, l'anneau est constitué de 4 à 10 voussoirs. Pour 6,8 kilomètres de la ligne 15 sud du Grand Paris Express, il faut ainsi 3.550 anneaux de sept voussoirs, soit 24.850 voussoirs ! La construction de l'intégralité du réseau Grand Paris Express devrait exiger la fabrication de 700.000 voussoirs.
Pose des voussoirs
Pour réaliser un anneau complet, il faut généralement trois types de voussoirs :
- des voussoirs courants ;
- deux voussoirs contre-clé ;
- un voussoir clé de voûte qui ferme l'anneau.
Les voussoirs sont boulonnés entre eux et séparés par des joints compressibles (certains voussoirs sont aujourd'hui équipés de joints préintégrés). C'est ensuite la pression extérieure qui assure la compression et la tenue des pièces entre elles. Les voussoirs sont préfabriqués dans des moules spéciaux. Chaque pièce doit respecter des dimensions très précises, de l'ordre du dixième de millimètre, afin que les éléments s'emboîtent parfaitement les uns dans les autres.
La fabrication de ponts par encorbellement
Les voussoirs servent aussi à la fabrication des ponts par encorbellement. Dans ce cas, les voussoirs sont posés de part et d'autre du fléau, la pièce en double console construite à partir de la pile. Des câbles de précontrainte permettent à la structure de supporter le poids des voussoirs le temps que les deux parties se rejoignent. Cette technique permet de réaliser des ouvrages sans contact avec le sol, ce qui est particulièrement utile pour le franchissement des rivières ou de vallées profondes.