L'excavation mécanisée d'un tunnel ainsi que son exploitation génèrent des vibrations transmises par le sol sur une large gamme de fréquences. Ces vibrations atteignent les fondations des bâtiments et la surface libre. Elles ne dépendent pas uniquement de la source et de son environnement proche (méthodes d'excavation, utilisation des tunnels, types de structures environnantes) mais également du milieu de propagation (nature et propriétés mécaniques des sols, stratigraphie, géométrie des hétérogénéités anthropiques et/ou naturelles). L'objectif de cette tâche est de définir les paramètres permettant d'estimer les effets vibratoires à la surface libre et sur les fondations existantes.
Plus précisément, il sera considéré que :
- pour la phase d'excavation, on s’intéressera aux effets vibratoires en fonction des technologies d'excavation et des paramètres de contrôle du tunnelier
- pour la phase d'exploitation, on s’intéressera aux effets de la vitesse et du type de trains en relation avec les mesures antivibratiles potentiellement intégrées dans leur conception.
Le but de ce travail est d'établir d'une procédure qui permettra d'estimer des niveaux de vibrations induits par le creusement, à partir des connaissances initiale sur le type de source et les configurations géologique et géotechnique. Ces résultats pourraient ainsi permettre de définir plus efficacement les besoins en solutions antivibratiles en phase de conception et d'exploitation du tunnel. Cette procédure sera basée sur l'analyse des résultats d’étude paramétrique de la propagation des vibrations réalisée par différentes approches numériques (FEM, FDM et couplage FEM-BEM) et analytiques (approches fréquentielles et homogénéisation) et ceux dans différente configuration (géologie homogène et/ou hétérogènes).
Le travail du WP5 se déroulera en deux étapes. La première étape servira à établir les fonctions de transfert, tandis que l'étape suivante sera consacrée à sa validation en comparant les résultats prédits avec les observations instrumentales de terrain issus du WP3.
Le WP5 est donc divisé en trois parties. La première est dédiée à la définition du cadre de l’étude. La deuxièmement partie est dédié à la modélisation numérique et analytique des vibrations. La dernière partie est consacrée à l'élaboration d'une procédure qui permettra une estimation des niveaux vibratoires attendus.