Cette thèse aborde à la fois des aspects comportementaux et numériques de la réponse mécanique du massif rocheux au creusement d'un tunnel. La comparaison de critères existants a mis l'accent sur quelques points clefs, comme la dépendance du critère à la contrainte moyenne et le ratio d'extension. Une fonction de charge, aisément identifiable à partir des essais, au caractère régulier et convexe, capable de tenir compte de la forme de l'enveloppe de Mohr du critère, ainsi que du ratio d'extension, a été proposée : on peut ainsi réaliser des formes régularisées des critères de Mohr-Coulomb et de Hœk-Brown. Le développement de ce nouveau critère a été complété par la proposition d'une méthode d'abaques numériques, accélérant grandement la résolution. Pour le critère proposé, le problème physique est équivalent à un problème purement géométrique, en coordonnées polaires dans le plan. On peut ainsi constituer des abaques numériques qui permettent d'obtenir directement la valeur des déformations plastiques, ce qui diminue drastiquement le temps de calcul Les méthodes de calcul des tunnels ont fait l'objet d'une synthèse biblio- graphique, précisant les domaines et les limites d'emploi des méthodes utilisées par les ingénieurs pour dimensionner les tunnels. La modélisation du creusement des tunnels a été réalisée à l'aide de l'algorithme stationnaire, conçu pour calculer le comportement de systèmes soumis à des chargements mobiles. Cet algorithme a été programmé pour intégrer le nouveau critère et la méthode des abaques numériques. Les outils ainsi développés ont pu être confrontés à un cas d'étude réel, à partir de données fournies par l'Agence Nationale de Gestion des Déchets Radioactifs (ANDRA) au titre du projet européen MODEX-REP (projet s'insérant dans le cadre du 5e plan EURATOM de la commission européenne). L'étude de ces données a permis de définir une variable de dégradation de la roche, aisément identifiable et permettant de paramétrer le critère pour la roche endommagée.

Ce mémoire décrit sous une forme pratique et didactique le rôle essentiel du génie géologique dans l'aide à la conception et aux travaux de l'aménagement souterrain de Turkwel ,dans un contexte particulier, où une même équipe de l'Ingénieur Conseil a suivi en continu les études préliminaires et d'avant projet sommaire,les études détaillées avant et pendant les travaux ainsi que la surveillance des travaux d'excavation,de conforternent et de revêtement des galeries et des cavernes souterraines. La première partie décrit le projet d'aménagement et l'organisation de l'Ingénieur Conseil lors des études et des travaux; la Partie II décrit le cadre géologique du projet sur la base des études préliminaires et d'avant projet sommaire réalisées avant 1986; la Partie III rend compte des études géotechniques détaillées avant et pendant les travaux; la partie IV fait le bilan de l'aide à la conception et aux travaux apportée par la géologie; la partie V présente en conclusion quelques recommandations pratiques à adopter pour une meilleure utilisation de la connaissance géologique dans la conception et la réalisation d'un aménagement souterrain.