Sujet de thèse IFSTTAR

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Fiche détaillée :

Titre : Effet de la construction de tunnels / excavation sur les fondations existantes. Cas du Grand paris

Laboratoire principal - Référent principal   -

Directeur du laboratoire principal   -

Spécialité de la thèse Géotechnique

Axe 2 - COP2017 - Améliorer l'efficience et la résilience des infrastructures

Site principal Marne-la-Vallée

Etablissement d'inscription UNIVERSITE PARIS-EST

Ecole doctorale SCIENCES, INGENIERIE ET ENVIRONNEMENT (SIE)

Directeur de thèse prévu BOURGEOIS Emmanuel  -  Université Gustave Eiffel  -  COSYS - IMSE

Type de financement prévu Contrat doctoral  - Ifsttar

Résumé

Dans le cadre du projet Grand Paris Express, une expérimentation en vraie grandeur a été réalisée dans le but de mieux comprendre l’effet du creusement sur les pieux isolés. L’expérimentation fait l’objet d’un projet piloté par la Société du Grand Paris, le projet TULIP, auquel ont participé l’Université Gustave Eiffel, l’ENTPE et le CETU. Le projet comporte l’instrumentation du sol et de trois pieux dans la zone d’influence du tunnelier de la ligne 16 du Grand Paris Express.

Dans la première partie de ce mémoire, on présente l’analyse des mesures in-situ : les déplacements en surface et en profondeur et les pressions interstitielles sont examinés. Les mesures ont montré l’effet prépondérant des pressions interstitielles et des conditions de pilotage du creusement sur la réponse du sol. En ce qui concerne les pieux, les déplacements, les efforts axiaux, le frottement et les moments sont calculés. Le comportement est affecté par la position du pieu par rapport au tunnel, la charge appliquée et la capacité portante.

D’autre part, dans le cadre du projet TULIP, un exercice de prévision de l’impact du tunnelier sur un des pieux de cette expérimentation a été organisé, afin de mobiliser la profession autour de cette problématique, et de comparer les différentes pratiques. Cet exercice permet de tirer plusieurs enseignements concernant la prévision de l’impact du creusement sur des pieux isolés. Il a notamment révélé une grande variété d’approches pour la modélisation des pieux, du creusement et des conditions d’interface sol-pieux.

Dans la dernière partie de ce travail, des calculs numériques sont effectués avec deux méthodes différentes pour simuler le creusement : la première consiste à imposer une déformation dans la zone à excaver, la deuxième consiste à appliquer un déconfinement et des pressions variables le long du tunnelier. Le coefficient des terres au repos K0 est introduit dans la méthode de la déformation imposée pour améliorer la réponse du sol et des pieux. Les différents modèles ont permis de bien reproduire les tassements du sol et des pieux avec des différences au niveau de l’extension transversale du tassement et les efforts axiaux dans les pieux.

Des études paramétriques ont été effectuées avec la méthode des déformations imposées sur l’effet de la charge appliquée et la position transversale du pieu. A partir des résultats expérimentaux et numériques, nous avons proposé une formulation pour calculer le tassement d’un pieu à n’importe quelle position transversale en fonction du tassement du sol, de la charge appliquée et de la capacité portante. Cette méthode fournit des éléments plus précis pour la prédiction du comportement des pieux (tassements et efforts axiaux générés par le creusement) que les zones d’influence présentées dans la littérature.

Mots-clefs: Société du Grand Paris, Construction de Tunnel, fondations, pieux

Laboratoire principal - Référent principal	-
Directeur du laboratoire principal	-
Spécialité de la thèse	Géotechnique
Axe	2 - COP2017 - Améliorer l'efficience et la résilience des infrastructures
Site principal	Marne-la-Vallée
Etablissement d'inscription	UNIVERSITE PARIS-EST
Ecole doctorale	SCIENCES, INGENIERIE ET ENVIRONNEMENT (SIE)
Directeur de thèse prévu	BOURGEOIS Emmanuel - Université Gustave Eiffel - COSYS - IMSE
Type de financement prévu	Contrat doctoral - Ifsttar
Résumé Dans le cadre du projet Grand Paris Express, une expérimentation en vraie grandeur a été réalisée dans le but de mieux comprendre l’effet du creusement sur les pieux isolés. L’expérimentation fait l’objet d’un projet piloté par la Société du Grand Paris, le projet TULIP, auquel ont participé l’Université Gustave Eiffel, l’ENTPE et le CETU. Le projet comporte l’instrumentation du sol et de trois pieux dans la zone d’influence du tunnelier de la ligne 16 du Grand Paris Express. Dans la première partie de ce mémoire, on présente l’analyse des mesures in-situ : les déplacements en surface et en profondeur et les pressions interstitielles sont examinés. Les mesures ont montré l’effet prépondérant des pressions interstitielles et des conditions de pilotage du creusement sur la réponse du sol. En ce qui concerne les pieux, les déplacements, les efforts axiaux, le frottement et les moments sont calculés. Le comportement est affecté par la position du pieu par rapport au tunnel, la charge appliquée et la capacité portante. D’autre part, dans le cadre du projet TULIP, un exercice de prévision de l’impact du tunnelier sur un des pieux de cette expérimentation a été organisé, afin de mobiliser la profession autour de cette problématique, et de comparer les différentes pratiques. Cet exercice permet de tirer plusieurs enseignements concernant la prévision de l’impact du creusement sur des pieux isolés. Il a notamment révélé une grande variété d’approches pour la modélisation des pieux, du creusement et des conditions d’interface sol-pieux. Dans la dernière partie de ce travail, des calculs numériques sont effectués avec deux méthodes différentes pour simuler le creusement : la première consiste à imposer une déformation dans la zone à excaver, la deuxième consiste à appliquer un déconfinement et des pressions variables le long du tunnelier. Le coefficient des terres au repos K0 est introduit dans la méthode de la déformation imposée pour améliorer la réponse du sol et des pieux. Les différents modèles ont permis de bien reproduire les tassements du sol et des pieux avec des différences au niveau de l’extension transversale du tassement et les efforts axiaux dans les pieux. Des études paramétriques ont été effectuées avec la méthode des déformations imposées sur l’effet de la charge appliquée et la position transversale du pieu. A partir des résultats expérimentaux et numériques, nous avons proposé une formulation pour calculer le tassement d’un pieu à n’importe quelle position transversale en fonction du tassement du sol, de la charge appliquée et de la capacité portante. Cette méthode fournit des éléments plus précis pour la prédiction du comportement des pieux (tassements et efforts axiaux générés par le creusement) que les zones d’influence présentées dans la littérature.
Mots-clefs:	Société du Grand Paris, Construction de Tunnel, fondations, pieux

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