Modelisation numerique de l’interaction excavation- structures : cas des tunnels

Tunnel de Barcelone, Espagne

Dans le même contexte, et en raison de l’emplacement dans des sites urbains, ces constructions souterraines doivent être réalisées avec le plus de prudence possible. C’est aussi le cas du tunnel de Barcelone de 5,6 km qui a été construit sous le centre-ville de Barcelone, dans le cadre de la nouvelle ligne de chemin de fer à grande vitesse espagnole (AVE).La ligne de tunnel passe directement à côté de la célèbre église de la Sagrada Familia (figure 1.9) et d’un bâtiment appelé «Casa Milà». Des exigences spéciales en matière de contrôle et de surveillance ont dû être remplies pendant le processus de construction du tunnel pour assurer la sécurité totale de ces deux bâtiments. Le tunnel a un diamètre de 11,55 m et est construit avec un tunnelier (TBM), utilisant un bouclier équilibré de pression de terre (EPB). La couverture maximale du tunnel est de 40m sous la surface.
Afin de garantir la sécurité de La Sagrada Familia et d’éviter les déplacements des sols, des solutions ont été réalisées en utilisant un mur en pieux forés qui a été construit entre la façade de la Sagrada Familia et le tunnel AVE. Le diamètre des pieux est de 1,5m, ils ont une distance axiale de 2m et une longueur d’environ 40m (figure 1.10).

Excavation à ciel ouvert à Singapour

Les excavations profondes posent un défi aux ingénieurs du monde entier. Des défaillances géotechniques d’excavations profondes ont eu lieu et c’est à partir de ces défaillances que l’on peut en apprendre davantage une fois que la rétro-analyse a été effectuée.
En effet, on peut citer l’effondrement de Nicoll Highway ; qui est un grave accident de construction survenu le 20 avril 2004 à Singapour, à la suite de l’effondrement d’une excavation profonde en construction. Le tunnel faisait partie de la construction de la ligne souterraine Circle (MRT)2, près de la station de MRT Nicoll Highway. La structure de support pour les travaux d’excavation en profondeur s’est effondrée. L’effondrement a tué quatre personnes et en a blessé trois. L’accident a laissé une zone d’effondrement de 150 m de largeur, 100 m de longueur et 30 m de profondeur (figure 1.12).
Le rapport officiel cité dans l’article de Muthomi (2013), concluait que l’effondrement était dû à deux erreurs principales :
1. La sous-estimation de la charge du sol appliquée à la paroi moulée.
2. Le sous-dimensionnement par un facteur 2 de la connexion entretoise-niveleur au niveau 9 et l’incapacité du système dans son ensemble à redistribuer les charges après sa défaillance. Le sous-dimensionnement était indépendant de la sous-estimation des charges du sol car il résultait de l’omission des extrémités évasées des entretoises et d’une interprétation erronée de (BS 5950)3, mais avait pour effet de supprimer toute capacité inutilisée (Korff, 2009).

Excavations profondes à Jakarta

En 2005, Une analyse insuffisante de la stabilité d’une excavation à ciel ouvert à Jakarta (Indonésie), souvent réalisée pour la construction de sous-sols, a entraîné une rupture de la pente (figure 1.13), ce qui a pour conséquence que :
• Les pieux battus mis en place ont été soumis à une force latérale importante qui ont entraîné la défaillance des supports d’excavation.

INTRODUCTION

Le creusement des tunnels engendre des perturbations plus au moins importantes dans l’équilibre interne du massif environnant notamment au front de taille, créant des déformations et des déplacements de sol. Dans les milieux urbains ces mouvements peuvent affecter, en plus, la stabilité des ouvrages avoisinants.
Contrôler et prévenir l’excavation et la stabilité de tels ouvrages passe tout d’abord par le contrôle des déplacements de ces derniers ainsi que ceux du sol. Pour cela, l’ingénieur doit se baser sur différentes méthodes qui lui permettront d’évaluer ce champ de déplacement.
Aussi, il paraît nécessaire pour la détermination des tassements induits par le creusement de disposer d’un outil de calcul numérique fiable qui permet de prendre en compte la complexité du problème résultant à la fois du comportement du sol, des conditions d’interface et de l’évolution de la géométrie.
Le chapitre présent sera consacré à l’étude de l’interaction : Ouvrage souterrain de type tunnel- Structure en surface. Dans un premier temps, on présentera une bibliographie assez générale sur les mouvements engendrés par le creusement des tunnels dans les milieux urbains, ainsi que les différentes méthodes de calcul et techniques liées à cette thématique. Par la suite, une deuxième partie sera consacrée à des applications numériques mettant en oeuvre cette bibliographie en utilisant le code de calcul Plaxis 2D.

DESCRIPTION GÉNÉRALE DES MOUVEMENTS DE SOL AUTOUR DES TUNNELS

La réponse du massif aux sollicitations engendrées par le creusement d’un tunnel dépend essentiellement de la nature du sol, de la géométrie de l’ouvrage et de sa position, ainsi que la technique de creusement. La construction de tel ouvrage provoque un changement de l’état de contraintes et de déformations du massif et induit des mouvements dans le sol et des tassements en surface.
Mair & Taylor (1997) regroupent les composantes des déformations du sol associées à la technique du bouclier en quatre familles (cité par El Houari, 2015) (figure 2.1 a) :
1. Mouvement vers le front.
2. Mouvement radial vers le bouclier.
3. Mouvement radial dans le vide annulaire, dû à un espace entre le bouclier et le revêtement.
4. Mouvement radial vers le revêtement, dû à la déformation de ce dernier.
La méthode autrichienne (figure 2.1 b) en milieu urbain peut être définie comme étant l’application du béton projeté comme soutènement provisoire et par la suite la pose du revêtement définitif.
Pour la méthode autrichienne, les causes principales des tassements d’une construction avoisinante sont (figure 2.1 b) : A. Mouvement vers le front non-soutenu du tunnel. B. Mouvement radial du revêtement. C. Mouvement radial causé par tassement.
IL s’agit d’une interaction tunnel-massif qui se traduit par des convergences en paroi, de l’extrusion du front et par des efforts dans le soutènement. La convergence totale et l’extrusion composent les pertes de volume (Serratrice & Magnan, 2002).

DÉPLACEMENTS GÉNÉRÉS PAR LE CREUSEMENT DANS L’ENSEMBLE DU MASSIF

L’amplitude des déformations dépend des caractéristiques mécaniques des terrains, des surcharges en surface, des conditions hydrauliques et des méthodes d’excavation et de soutènement, ce qui va influer sur la perte du volume au niveau du tunnel (Vt) et donc sur les tassements en surface. Ces derniers définissent un certain volume par mètre linéaire noté (Vs) (volume perdu en surface) correspondant à l’aire comprise entre le niveau initial de surface du sol et le profil de tassement.

Tassements en surface

Les phénomènes s’initiant autour du tunnel se propagent vers la surface en fonction du temps de réponse et de la hauteur de couverture. En effet, les tassements de sol apparaissant en surface lors du creusement d’un tunnel sont le résultat de phénomènes complexes liés à la transmission vers la surface des mouvements engendrés au voisinage direct de l’excavation et on constate l’apparition d’une dépression appelée cuvette de tassement qui progresse avec l’avancement du tunnel (figure 2.2).
Ainsi, les tassements de surface dans les milieux urbains résultent d’un double mécanisme d’interaction sol-structure : l’interaction entre le tunnel et le massif, d’une part, et l’interaction entre le massif et le bâti environnant d’autre part (Serratrice & Magnan, 2002).
Les tassements en surface expliquent également le comportement des constructions situées dans les zones en mouvement (figure 2.3). En fonction de la courbe de tassement, on peut se retrouver dans la situation où deux immeubles accolés ont tendance à s’écarter en tête (figure 2.3 a) et tendance à se contrebuter en tête s’ils se trouvent au centre de la cuvette de tassement (figure 2.3 b). Le cas des bâtiments importants affectés par la dépression de tassement est encore plus complexe (Dias, 1999).
Plusieurs approches sont ainsi utilisées pour étudier et prévoir l’évolution de ce tassement. Le calcul des tassements concerne principalement les tunnels réalisés à faible profondeur en site urbain. Dans les paragraphes qui suivent, ces différentes méthodes de prévision seront présentées brièvement.

Méthodes empiriques

Les méthodes empiriques ont principalement pour objectif d’apprécier les tassements en surface à partir d’un nombre de paramètres limités. Ces méthodes sont très efficaces si les paramètres observés in situ sont proches des hypothèses prises en compte dans les approches théoriques simplifiées.
Les tassements à la surface sont symétriques à l’axe du tunnel. Ceci a été décrit pour la première fois par Marcos en 1958 en utilisant une fonction gaussienne pour représenter le profil de la cuvette de tassement. Au congrès de Mexico (1968), Peck a ensuite proposé une série de mesures de tassements de 14 tunnels creusés dans des sols plastiques saturées dont les cuvettes de tassement étaient correctement décrites par une courbe de Gauss (figure 2.4) (cité par Dolzhenko, 2002). La formulation se présente sous la forme suivante :

Méthodes analytiques

De nombreux auteurs se sont attachés à définir le champ de déplacements dans le massif du sol pendant l’excavation en essayant de trouver des solutions analytiques basées sur les principes de la mécanique.
Elles peuvent, néanmoins, fournir des indications utiles de prévision des mouvements après avoir considéré que (Dias, 1999) :
• Le tunnel est situé à une grande profondeur et supposé à section circulaire et d’axe horizontal.
• La loi de comportement du sol supposée élastique linéaire ou élasto-plastique.
• L’état initial de contraintes est supposé isotrope et homogène.
Le domaine d’application de ces méthodes est limité, en raison des hypothèses de calcul très restrictives sur lesquelles elles reposent. Elles présentent l’inconvénient de privilégier la réponse du soutènement vis-à-vis de celle du terrain, de ce fait, mal adaptée pour des problèmes tels que le calcul des tassements engendrés par les tunnels à faible profondeur.

Méthodes numériques

La complexité croissante des problèmes rencontrés nécessite l’utilisation de plus en plus courante de puissantes méthodes de calcul numériques informatisées qui permettent de traiter des problèmes pratiquement insolubles par les moyens théoriques classiques. La méthode des éléments finis présente l’avantage de prendre en compte directement la réponse du terrain et du soutènement, ainsi que d’une grande partie des spécificités du projet (tant sur le plan géométrique que géotechnique).
Dans le cas des tunnels, la méthode des éléments finis est employée de façon quasi-systématique et impose une bonne connaissance des déplacements du terrain et des efforts appliqués. (Dias, 1999).

Les mouvements horizontaux

Pendant le creusement du tunnel, des déplacements horizontaux se produisent dans le massif de sol et vont affecter les ouvrages existants. Ils peuvent être mesurés à l’aide des inclinomètres. Les points suivants ont été constatés :
• Le terrain situé en dessous du radier n’est pratiquement pas perturbé.
• Le terrain situé en surface a tendance à converger vers le centre de la cuvette.
Néanmoins, la figure 2.6 montre un refoulement du sol au niveau des flancs du tunnel. Ollier (1997) a également noté une succession de refoulements et de convergences dues aux différentes étapes de creusement du tunnelier à front pressurisé et à la déformation du revêtement, ainsi que le terrain en surface a tendance à converger vers le centre de la cuvette (Dias, 1999).

Description de la méthode Convergence-Confinement

La méthode Convergence-Confinement permet la prise en compte de l’interaction sol-soutènement et aboutit au calcul de la convergence des parois du tunnel en fonction de l’avancement du front.
Les hypothèses de cette méthode sont :
1) Déformations planes avec hypothèse de petites perturbations ;
2) Le tunnel est supposé de section circulaire et d’axe horizontal ;
3) Terrain homogène d’extension infinie ;
4) Massif suivant un comportement élastique linéaire ou élastoplastique ;
5) État initial des contraintes supposé isotrope et homogène ;
6) Tunnel profond : pas de variation de contraintes significative sur la hauteur de la galerie ;
7) Équilibre quasi-statique (pas de termes d’accélération).
L’intérêt de cette méthode est de substituer à un problème tridimensionnel un problème bidimensionnel en déformation plane dans un plan perpendiculaire à l’axe du tunnel. Son objectif est d’obtenir un ordre de grandeur des déplacements des parois du tunnel ainsi que des efforts repris par la roche et le soutènement par l’introduction d’un paramètre adimensionnel 𝜆 appelé « taux de déconfinement ».

Courbe caractéristique du terrain

Le comportement du terrain est représenté par une courbe reliant la pression appliquée en paroi Pi à la convergence qui s’y produit (Ui) (figure 2.7). La pression Pi, appelée pression fictive, est uniformément répartie sur le pourtour de l’excavation et sa valeur décroît avec l’éloignement au front.

Méthodes numériques

La complexité croissante des problèmes rencontrés nécessite l’utilisation de plus en plus courante de puissantes méthodes de calcul numériques informatisées qui permettent de traiter des problèmes pratiquement insolubles par les moyens théoriques classiques. La méthode des éléments finis présente l’avantage de prendre en compte directement la réponse du terrain et du soutènement, ainsi que d’une grande partie des spécificités du projet (tant sur le plan géométrique que géotechnique).
Dans le cas des tunnels, la méthode des éléments finis est employée de façon quasi-systématique et impose une bonne connaissance des déplacements du terrain et des efforts appliqués. (Dias, 1999).

Les mouvements horizontaux

Pendant le creusement du tunnel, des déplacements horizontaux se produisent dans le massif de sol et vont affecter les ouvrages existants. Ils peuvent être mesurés à l’aide des inclinomètres. Les points suivants ont été constatés :
• Le terrain situé en dessous du radier n’est pratiquement pas perturbé.
• Le terrain situé en surface a tendance à converger vers le centre de la cuvette.
Néanmoins, la figure 2.6 montre un refoulement du sol au niveau des flancs du tunnel. Ollier (1997) a également noté une succession de refoulements et de convergences dues aux différentes étapes de creusement du tunnelier à front pressurisé et à la déformation du revêtement, ainsi que le terrain en surface a tendance à converger vers le centre de la cuvette (Dias, 1999).

ANALYSE DU PREMIER MODÈLE- CAS DE TUNNEL CREUSÉ A LA TBM

En premier lieu, on s’est proposé d’étudier l’intérêt que porte la technique pressurisée par rapport à la technique Autrichienne dans un milieu urbain. Le but était de présenter dans les paragraphes précédents une bibliographie assez brève sur le comportement des sols autour des tunnels et les techniques utilisées en vue de mettre en oeuvre dans cette partie des simulations numériques comparatives entre les deux techniques de creusement ; cette démarche s’est faite dans le but de faciliter au lecteur le suivi des résultats. Ces derniers seront présentés en termes de tassements différentiel, des déplacements verticaux et horizontaux.

Présentation de la géométrie du modèle de calcul

L’ouvrage modélisé est un tunnel de diamètre de 6,0m creusé dans un massif de sol hétérogène à une profondeur de 18m. Le revêtement du tunnel est composé de voussoirs en béton armé formant ainsi un anneau décrit par un comportement élastique-linéaire.
Le profil du sol composé de trois couches est modélisé par une loi élastique parfaitement plastique décrite par le critère de Mohr-Coulomb.
Afin d’étudier l’interaction creusement-structure existante, le tunnel est creusé au-dessus d’une structure constituée de quatre étages et d’un sous-sol (figure 2.11). La hauteur totale à partir de la surface est de (4 x 3m) et le sous-sol a une profondeur de 3m. Les éléments de la structure sont pris en béton armé, leur comportement est décrit par un modèle élastique-linéaire.
La modélisation des ouvrages souterrains dans les milieux urbains passe nécessairement par la prise en compte du phénomène de l’interaction entre les différentes structures (bâtiment, tunnel, autre type d’excavation, etc.). Dans la partie qui suit, nous allons nous intéresser à décrire cette interaction en présentant des résultats en termes de déplacements verticaux et horizontaux en surface et en clé de voûte.
La déformée du maillage présentée sur la figure 2.13 montre clairement l’existence d’une cuvette de tassement causée par la construction du tunnel. On note aussi une certaine déformation (contraction) du revêtement du tunnel. Cela est dû aux différentes phases de constructions tels que le creusement, le remplissage du vide annulaire et la pose du soutènement.
On trouve que la valeur de tassement maximal en surface est de l’ordre de 19mm. En clé de tunnel la valeur de tassement est d’environ 32mm.
On constate à travers cette figure que les déplacements horizontaux sont quasiment nuls au-dessous du tunnel (le déplacement maximum se situe pratiquement au niveau du flanc du tunnel) et diminuent d’intensité en remontant en surface.
On remarque que, les deux courbes de déplacement au niveau des deux flancs du tunnel ne sont pas identiques : la courbe tracée en coupant verticalement au niveau du flanc droit, présente un déplacement maximum d’environ 8mm, tandis que le déplacement au flanc gauche est de l’ordre de 7mm. Ceci laisse à conclure que l’existence du bâtiment influe d’une certaine manière sur le déplacement horizontal, ce qu’on peut aussi le remarquer par la concentration des vecteurs de déplacement sur la figure 2.20.
De plus, on remarque que pour les deux flancs du tunnel, les déplacements horizontaux convergent vers le centre du tunnel ce qui confirme la convergence du massif vers le centre du tunnel.
De même, nous avons remarqué que le sol au-dessous du tunnel n’est pratiquement pas affecté par l’effet du creusement (le déplacement est pratiquement nul).
On remarque aussi, que les déplacements horizontaux au niveau de l’extrémité droite du bâtiment sont repoussés vers l’extérieur.
On constate à travers cette figure que les déplacements horizontaux sont quasiment nuls au-dessous du tunnel (le déplacement maximum se situe pratiquement au niveau du flanc du tunnel) et diminuent d’intensité en remontant en surface.
On remarque que, les deux courbes de déplacement au niveau des deux flancs du tunnel ne sont pas identiques : la courbe tracée en coupant verticalement au niveau du flanc droit, présente un déplacement maximum d’environ 8mm, tandis que le déplacement au flanc gauche est de l’ordre de 7mm. Ceci laisse à conclure que l’existence du bâtiment influe d’une certaine manière sur le déplacement horizontal, ce qu’on peut aussi le remarquer par la concentration des vecteurs de déplacement sur la figure 2.20.
De plus, on remarque que pour les deux flancs du tunnel, les déplacements horizontaux convergent vers le centre du tunnel ce qui confirme la convergence du massif vers le centre du tunnel.
De même, nous avons remarqué que le sol au-dessous du tunnel n’est pratiquement pas affecté par l’effet du creusement (le déplacement est pratiquement nul).
On remarque aussi, que les déplacements horizontaux au niveau de l’extrémité droite du bâtiment sont repoussés vers l’extérieur.

Déplacements verticaux

La figure 2.23 présente l’évolution du déplacement vertical. Il a été remarqué qu’au niveau de la clé du tunnel, le déplacement a atteint une valeur maximale de Uy max égale à 14cm. De plus, une variation importante du déplacement vertical entre les deux extrémités du bâtiment est apparue (un déplacement de l’extrémité droite de 1cm tandis que celui de l’extrémité gauche et de l’ordre de 11cm).

CONCLUSION

Dans la littérature plusieurs auteurs ont montré l’effet du creusement de tunnels en site urbain décrivant ainsi des tassements et des déplacements qui pouvaient être préjudiciables pour les structures avoisinantes.
À travers ce chapitre, nous avons traité deux modélisations d’interaction structure–tunnel afin de confirmer ces résultats et d’en rajouter notre touche personnelle en termes de tassements, déplacements verticaux et horizontaux. Notre but était de voir cet effet et d’essayer de le prévenir à travers des études comparatives entre la TBM et la NATM.
L’analyse du premier cas d’étude creusé par la TBM a fait l’objet par la suite d’une deuxième étude analysant ainsi l’effet du creusement par la méthode autrichienne afin de distinguer les avantages que porte l’une par rapport à l’autre ; l’analyse consistait à étudier l’interaction entre une structure en surface et le creusement d’un tunnel creusé en dessous et ceci par les deux méthodes.
À cet égard, on a remarqué que l’analyse a montré que les mouvements induits par le creusement autrichien sont plus importants que ceux produit par la technique du bouclier pressurisé causant ainsi des dommages au niveau de la structure.
Dans l’ensemble, ces analyses nous ont mené à en conclure que la méthode autrichienne pouvait être déconseillée en milieu urbain à cause des dégâts possibles sur les structures voisines.
Par la suit, le 3ème chapitre a été présenté afin d’étudié un autre type d’excavation : L’excavation à ciel ouvert dans les mêmes conditions (le milieu et le profile géotechnique) ; des analyses 2D ont été mises en oeuvre.

CIEL OUVERT

L’évaluation de la réponse des bâtiments aux déformations induites par les excavations implique une combinaison d’aspects géotechniques et structurels. La première étape consiste à savoir quels types d’effets (tels que les déformations et les changements de contraintes) l’excavation impose à son environnement. Le deuxième aspect important est le bâtiment lui-même ; savoir comment est-il influencé par les modifications des conditions du sol. Sur les deux sujets, une vaste littérature et des connaissances sur le système sont disponibles ; un aperçu sera donné dans ce chapitre.
La clé pour prédire la réaction du bâtiment aux conditions changeantes du sol est toutefois la compréhension de l’interaction entre les deux aspects, cette interaction se trouve le sujet principal dans ce mémoire :
La figure 3.1 présente une interaction structure-tranchée, des déplacements latéraux et verticaux sont figurés sur les images.

Travaux empiriques

Les méthodes qui incluent toutes les activités de construction sont, en raison de la nature complexe de la construction, essentiellement empiriques et reposent sur des expériences telles que les travaux antérieurs de Peck (1969) et Goldberg (1976).
Dès 1969, Peck avait publié des graphiques permettant d’estimer les tassements causés par les fouilles, fondés sur de nombreux projets principalement de Chicago à cette époque. Les projets sont généralement des constructions temporaires avec plusieurs types de murs, tels que les murs en palplanches. Ces modèles empiriques distinguent les sables, les argiles raides et les argiles molles à tassements croissants. Le modèle de Peck inclut toutes les activités de construction, la stabilité de l’excavation et même la consolidation pendant la construction. Les diagrammes de Peck se révèlent généralement conservateurs (Deltares, 2009).
Les modèles de Peck établissent un lien entre le tassement du niveau du sol, normalisé par la profondeur de l’excavation (H), et sa distance par rapport { l’excavation. Pour le sable et les argiles dures, le tassement maximum directement au-delà du mur est de [0-1]% H et atteint une distance d’environ 2H, en fonction de l’épaisseur de la couche d’argile et de la stabilité de l’excavation. Pour les argiles molles, le tassement maximum derrière le mur est de [1-2]% H et atteint une distance de 3 à 4H.
Goldberg (1976) a élargi les travaux de Peck ; il a relié les mouvements verticaux du sol derrière le mur à la déviation horizontale du mur et trouve un facteur de 0,5 à 2,0. Les dépôts de sol derrière le mur représentent généralement moins de 0,5% de la profondeur d’excavation dans les sables et les argiles raides et plus de 1% pour les argiles molles (sauf les parois de diaphragme précontraintes qui restent dans les limites de 0,25% H). Dans les argiles molles, les tassements dépassent généralement largement les déplacements horizontaux des parois (Deltares, 2009).

ANALYSE DU DEUXIÈME CAS D’ÉTUDE- EXCAVATION EN TRANCHÉE 

Dans le monde de l’ingénierie, rares sont les ouvrages identiques. Cette remarque est d’autant plus vraie dans le monde souterrain, un monde mystérieux, d’où la nécessité de compréhension et d’analyse afin de prévenir les mouvements qui peuvent affecter le massif encaissant et les structures avoisinantes.
De ce fait, l’idée de cette étude était de créer un modèle purement urbain et d’en prévenir les différents mouvements grâce à des simulations numériques. Le modèle choisi garde les même propriétés (géométrique et géotechnique) que le premier cas d’étude, excepté le choix de l’ouvrage souterrain : nous avons pensé dans cette deuxième d’étude de modifier le cas de tunnel en une tranchée à ciel ouvert (ouverte et couverte). Ainsi deux modélisations seront étudiées : la première est consacrée aux tranchées ouvertes et la deuxième aux tranchées couvertes.

Présentation de la géométrie du modèle de calcul

Le même modèle du chapitre 2 sera réétudié en modifiant le cas de tunnel par une tranchée et ceci afin d’étudier l’influence de l’excavation de type tranchée sur le comportement des sols et la structure encaissante. Les différents déplacements peuvent endommager le bâtiment, ce qui est fortement intolérable et exige des méthodes de prévention.

La déformée du maillage

Les déplacements totaux et le maillage déformé estimés numériquement sont représentés sur la figure 3.7.
On remarque un tassement différentiel au niveau de la structure (la valeur est plus importante { l’extrémité droite du bâtiment) causé par l’excavation.
En parallèle, nous avons décelé une certaine déformée de l’écran qui est de forme trapézoïdale : celle-ci est dû { l’incrémentation de contrainte apportée par le bâtiment et { l’insuffisance des efforts appris par les tirants d’ancrages.
De plus, étant dit, l’état de contrainte qui était initialement au repos (k0) a changé pour arriver à un état de contrainte en équilibre limite (ka,kp) ainsi les pressions latérales sous le bâtiment ont diminué ceci a favorisé le tassement du bâti au voisinage du paroi moulée.
Il semblerait que l’ancrage en pieds est surdimensionné et n’apporte pas la sécurité nécessaire.
On voit apparaitre un soulèvement du fond de fouille qui pourrait être dû à une éventuelle contre butée.

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Table des matières

RÉSUMÉ 
ABSTRACT
ملخص
LISTE DES FUGURES 
LISTE DES TABLEAUX 
PRINCIPALES NOTATIONS ET ABREVIATIONS
TABLE DES MATIERES
INTRODUCTION GÉNÉRALE 
CHAPITRE 1.OUVRAGES SOUTERRAINS EN MILIEU URBAIN : INTERACTION CREUSEMENT – OUVRAGES EXISTANTS
1.1 INTRODUCTION
1.2 CLASSIFICATION DES OUVRAGES SOUTERRAINS
1.3 MODES DE CONSTRUCTION DES OUVRAGES SOUTERRAINS
1.4 MÉTHODES DE CONSTRUCTION À CIEL OUVERT
1.4.1 Tranchée ouverte
1.4.2 Tranchée couverte
1.5 LES TUNNELS EN SITE URBAIN
1.6 INTERACTION OUVRAGES SOUTERRAINS- STRUCTURES EXISTANTES
1.6.1 Interaction sol- structure
1.6.2 Interaction sol- soutènement
1.6.3 Interaction tunnel- structures
1.7 DESCRIPTION DES MOUVEMENTS DES BÂTIMENTS SOUS L’EFFET DES TUNNELS 
1.8 EXEMPLES DE CAS D’ETUDE
1.8.1 Tunnel de Bologne à L’Italie
1.8.2 Tunnel de Barcelone Espagne
1.8.3 Excavation à ciel ouvert de Singapour
1.8.4 Excavations profondes à Jakarta
1.8.5 Excavation à ciel ouvert en chine
1.9 CONCLUSION
CHAPITRE 2.MODELISATION NUMERIQUE DE L’INTERACTION EXCAVATION- STRUCTURES : CAS DES TUNNELS
2.1 INTRODUCTION
2.2 DESCRIPTION GÉNÉRALE DES MOUVEMENTS DE SOL AUTOUR DES TUNNELS
2.3 DÉPLACEMENTS GÉNÉRÉS PAR LE CREUSEMENT DANS L’ENSEMBLE DU MASSIF
2.3.1 Tassements en surface
2.3.2 Les mouvements horizontaux
2.3.3 Description de la méthode Convergence-Confinement
2.3.4 Description de la méthode autrichienne (NTMA)
2.4 ANALYSE DU PREMIER MODÈLE- CAS DE TUNNEL CREUSÉ A LA TBM
Présentation de la géométrie du modèle de calcul
Caractéristiques des matériaux
Modélisation par éléments finis
Présentation des résultats du calcul du modèle decalcul
Déplacements verticaux
Déplacements horizontaux
2.5 ANALYSE DU PREMIER MODÈLE : CAS DE TUNNEL CREUSÉ A LA NATM
2.5.1 Présentation des résultats
2.5.2 Déplacements verticaux
2.5.3 Déplacements horizontaux
2.6 COMPARAISON DES RÉSULTATS TROUVÉS
2.6.1 Tassement en surface (TBM, NATM)
2.6.2 Déplacement vertical au niveau de la clé du tunnel (TBM, NATM)
2.6.3 Déplacements dans le tunnel (TBM, NATM)
2.7 CONCLUSION
CHAPITRE 3. INTERACTION EXCAVATION EN TRANCHEE- STRUCTURES : DESCRIPTION- MODELISATION NUMERIQUE
INTRODUCTION
DESCRIPTION GÉNÉRALE DES MOUVEMENTS ENGENDRÉS PAR L’EXCAVATION À CIEL OUVERT 
3.2.1 Travaux empiriques
3.2.2 Méthodes semi-empiriques, forme du tassement due à l’excavation
ANALYSE DU DEUXIÈME CAS D’ÉTUDE- EXCAVATION EN TRANCHÉE
3.4.1 Présentation de la géométrie du modèle de calcul
3.4.2 Caractéristiques des matériaux
3.4.3 Modélisation de l’excavation en tranchée ouverte
3.4.4 Modélisation de l’excavation en tranchée couverte
3.4.5 Comparaison des déplacements engendrés par les excavations en tranchée ouverte et couverte
MODÉLISATION DU MODÈLE GLOBAL
3.5.1 Résultats obtenus
3.5.2 Comparaison entre les mouvements des trois modélisations
ANALYSE DES RÉSULTATS DES TASSEMENTS ADMISSIBLES
CONCLUSION 
CONCLUSION GÉNÉRALE 
BIBLIOGRAPHIE

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