Recherche Avancée

Thèse soutenue

Contribution à la modélisation numérique des excavations profondes

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Auteur / Autrice : Hiba El Arja
Direction : Emmanuel Bourgeois
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géotechnique
Date : Soutenance le 23/10/2020
Etablissement(s) : Paris Est
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des réseaux. Laboratoire Sols, Roches et Ouvrages géotechniques - Institut Français des Sciences et Technologies des Transports- de l'Aménagement et des Réseaux / IFSTTAR
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Bourgeois, Hussein Mroueh, Olivier Deck, Jean-Michel Pereira, Cécile MAUREL, Sébastien Burlon
Rapporteurs / Rapporteuses : Hussein Mroueh, Olivier Deck

Résumé

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Ce travail aborde différents aspects de la modélisation numérique des mouvements de sol induits par la réalisation des excavations profondes. Le premier objectif est de définir un modèle de comportement qui inclut un mécanisme permettant de bien représenter la cuvette de tassement derrière un écran de soutènement. Le deuxième objectif est de contribuer à la justification des états limites ultimes des ouvrages de soutènement selon le format proposé par les Eurocodes.On propose deux modèles de comportement basés sur la théorie de l’élastoplasticité à un seul mécanisme : « le modèle H1 » et « le modèle H2 », qui comportent respectivement une loi d’écrouissage isotrope et une loi d’écrouissage cinématique non linéaire. Les formulations des deux modèles sont présentées. Leurs différents paramètres sont définis à partir d’essais en laboratoire ou in situ. On étudie l’influence de chacun de ces paramètres dans le cas des essais triaxiaux.Ces deux modèles sont implémentés dans le code de calcul par éléments finis CESAR-LCPC. Une analyse numérique d’un projet réel d’excavation issu d’un exercice de prévision (benchmark) avec différents modèles de comportement est présentée. Les résultats obtenus avec le modèle H2 n’améliorent pas significativement les résultats par rapport au modèle H1. Dans la suite, on concentre la discussion sur le modèle H1. Des études paramétriques sont réalisées sur ce projet d’excavation pour identifier les paramètres qui ont une influence sur la cuvette de tassement calculée. Dans le cadre du Projet Grand Paris Express, de nouvelles lignes de métro sont en cours de réalisation. La fouille de la future gare de Créteil L’Échat de la ligne 15 sud est choisie comme cas d’étude. Les résultats numériques obtenus avec le modèle H1 sont confrontés à des mesures réalisées dans cette gare.Le dernier chapitre aborde la justification aux états limites ultimes des ouvrages de soutènement. La discussion est axée sur la procédure de réduction des propriétés de cisaillement des sols (c-phi réduction). On cherche à préciser dans quelle mesure cette méthode peut être adaptée à des modèles de comportement complexes comme le modèle H1