La prédiction de l’influence du creusement des tunnels sur les structures voisines reste une problématique importante des projets de tunnel en zones urbaines. En effet, il n'existe pas encore de consensus sur les procédures numériques permettant de prédire ces phénomènes. La difficulté provient du caractère fortement tridimensionnel et non linéaire des interactions entre les mouvements du sol induits par le creusement des tunnels et les structures existantes.
L'objectif de ce travail est d'étudier les points clés des problèmes de modélisation de l'interaction entre le creusement de tunnels et les structures existantes. L'approche originale proposée vise à réduire les larges jeux de paramètres à un petit nombre de paramètres clés aisément déterminés par des procédures fiable et utilisable avec des modèles constitutifs de sol dont les limites de validité sont connues.
Ce travail se concentrera sur des procédures de modélisation tridimensionnelle, plus complexes, mais plus représentatives des phénomènes constitutifs du creusement d'un tunnel. Ce problème soulève d'autres difficultés qui seront abordés séparément :
- La simulation du creusement de tunnels au tunnelier utilise conventionnellement deux types de simulation numérique : en imposant des déformations ou des déplacements, ou en imposant un relâchement de contraintes. L'objectif de cette partie est de comparer les résultats de ces différentes approches avec des données in-situ afin de déterminer la ou les techniques de simulation les plus appropriées pour prédire le comportement du massif. Afin d'aller au-delà des travaux précédent, l'objectif est d'aboutir à une méthodologie générale ne faisant pas intervenir d'adaptation spécifique au site étudié.
- L'interaction entre l'excavation des tunnels et les structures existantes à proximité a, jusqu'à présent, été peu étudié à l'aide d'outils numériques, cependant il y a encore peu de recommandations pour proposer une modélisation numérique fiable. Le but de cette partie est de comparer les solutions numériques possibles et de choisir une procédure numérique robuste. Une attention particulière doit être portée à la description précise de la méthodologie pour l'implémenter sur des outils commerciaux ou d'ingénierie.
Le déroulement de ce travail sera appuyer par les collaborations entre les membres du consortium. Deux partenaires du projet, Itech et Terrasol, s'assureront que les solutions retenues puissent être implémentées dans des outils de calcul numérique utilisables par l'ingénierie.
Par ailleurs, le travail numérique s’appuiera sur les données recueillies par l'ensemble des travaux expérimentaux. À la fois les données des expérimentations in-situ et des essais de laboratoire sur sol réels, mais également sur les résultats des essais en centrifugeuse, obtenus dans des conditions contrôlées (WP2 et WP3).