La Construction d'un tunnel peut avoir un impact sur le sol ainsi que sur les fondations sur pieux qui soutiennent des structures existantes dans la zone d'influence du tunnel. Le sol à proximité du tunnel est soumis à des variations en termes de contraintes, de déformations et de pressions interstitielles principalement. Par conséquent, les fondations profondes situées à proximité sont susceptibles d'être affectées par les travaux (tassement, soulèvement, tassement différentiel, etc.). Ces effets sont fortement liés au processus de creusement d'une part, mais ils sont aussi liés aux conditions géologiques et géotechniques des tunnels, des pieux et de leurs positionnements respectifs.

Dans le cadre du projet E-Pilot, trois actions sont envisagées  dans le cadre d'un projet de tunnel en construction (Grand Paris Express et/ou extension des réseaux de métro de Toulouse Métropole) :

• Une instrumentation renforcée (inclinomètre, fibre optique, CPI, etc.) sera mise en place pour observer le comportement sol en surface et en profondeur lors de l’approche et du passage du tunnelier (instrumentation sacrificielle dans l'axe du tunnelier).
• Des pieux-test de petits diamètres et entièrement instrumentés (fibre optique, corde vibrante, etc.) seront réalisés spécifiquement dans le cadre de ce projet. À l'aide des moyens expérimentaux de l'Université Gustave Eiffel (bâti de chargement mobile) ces pieux seront testés continûment au cours du passage du tunnelier. Ces essais permettront de s’intéresser plus spécifiquement au pieux élancés plus susceptibles d'être impactés du fait de leur inertie plus faible.
• Sous réserve d’identifier un site expérimental, il est envisagé instrumenter des structures existantes à proximité du tunnel en projet.

Le choix des sites expérimentaux sera défini en collaboration avec les Maîtres d'Ouvrage partenaires du projet de recherche : la Société du Grand Paris et TISSEO Ingénierie.

Les résultats de ces travaux permettront de mieux comprendre l'influence du processus de creusement du tunnel sur le sol et les pieux isolés, notamment à la lumière des résultats des essais de laboratoire du WP2. Enfin, les résultats serviront à affiner et améliorer les modèles numériques développer dans le WP4 et ainsi qu'à démontrer leur robustesse.

La convergence des tunnels est l'un des problèmes qui affectent la performance des tunnels à la fois pour des raisons de sécurité et, mais aussi pour l'impact sur les structures avoisinantes en induisant des mouvements du sol. Habituellement, la convergence est estimée sur la base d'une étude conventionnelle du sol, de l'expertise du praticien et d'études paramétriques impliquant de nombreuses modélisations numériques. Afin d'améliorer cette pratique, ce travail à pour but de proposer un protocole de test innovant adapté aux excavations et aux structures souterraines.

L'objectif est de développer un test basé sur l'utilisation d'équipements disponibles dans le commerce (sondes pressiométriques) de manière innovante, afin de faciliter un transfert rapide vers l'industrie. Le principe de ce test serait alors de reproduire les sollicitations particulières que subissent les couches de sol lors du passage du tunnelier. Il reproduirait ainsi l'évolution des contraintes entre l'état initial et l'état final autour de l'excavation (creusement sous pression de boue, décharge contrôlée, réinjection, etc.). Ce type de test pourrait être conduit verticalement comme horizontalement depuis une excavation de grande profondeur.

Cette approche aurait l'avantage de pouvoir simuler facilement différentes spécificités géométriques ou procédurales du creusement d'un tunnel dans un massif intact. De même, ces tests pourraient être réalisés préalablement au creusement du tunnel le long de son tracé, permettant alors d'anticiper les paramètre de creusement à imposer au tunnelier pour limiter les effets sur les sols environnants.

Dans le cadre du projet E-PILOT, des développements technologiques seront également présenté afin d'améliorer la précision des mesures de pression et volume au plus près de la sonde.