Les travaux présentés dans ce mémoire s'attachent à étudier le comportement des tunnels creusés à faible profondeur à l'aide d'un tunnelier à front pressurisé, en se penchant plus particulièrement sur deux aspects fondamentaux lors de l'excavation : la stabilité du front de taille à l'effondrement et au refoulement, et l'apparition de mouvements de sol en surface. L'étude est menée sous un angle déterministe puis probabiliste. Dans un premier temps, un certain nombre de modèles analytique de détermination des pressions limites d'effondrement et de refoulement sont développés à partir d'observations effectuées sur des modèles numériques. Deux de ces modèles analytiques présentent, respectivement pour des sols frottants et non frottants, des résultats très satisfaisants à la fois en termes de pressions limites et de faciès de rupture. Par ailleurs, des modèles numériques de différents degrés de complexité sont programmés afin d'évaluer les mouvements de sol induits par l'excavation et leur propagation jusqu'à la surface. Les modèles déterministes ainsi définis sont ensuite utilisés dans un cadre probabiliste. La méthode de la surface de réponse stochastique par collocation est présentée, validée, et perfectionnée afin de rendre possible pour un faible coût calculatoire des études paramétriques sur les propriétés probabilistes des variables d'entrée des modèles. La propagation de l'incertitude au travers des modèles déterministes de stabilité et de mouvements de sol est évaluée, et des méthodes de dimensionnement fiabiliste sont proposées. Dans une dernière partie, la variabilité spatiale du sol est prise en compte par l'intermédiaire de la théorie des champs aléatoires, et appliquée à un modèle analytique 2D d'effondrement d'un front de taille. Ce modèle, développé dans le but de prendre en compte cette variabilité spatiale pour des temps de calcul inférieurs à ceux des modèles numériques, est validé numériquement et soumis à des tirages aléatoires en grand nombre. L'effet de la variabilité est évaluée, et des phénomènes nouveaux liés à cette variabilité sont mis en lumière.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00880461 |
| Date | 06 October 2012 |
| Creators | Mollon, Guilhem |
| Publisher | INSA de Lyon |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | fra |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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