Parametric numerical study of a tunnel passing under a river

Abstract

Ce mémoire présente une étude numérique paramétrique examinant la stabilité d'un tunnel sous-fluvial en forme de fer à cheval, creusé dans une marne altérée et saturée en utilisant la Nouvelle Méthode Autrichienne de Creusement de Tunnels (NATM). À l'aide du logiciel PLAXIS 2D, l'étude évalue douze scénarios faisant varier l'épaisseur de la couverture (10–30 m) et la surcharge hydrostatique du fleuve (50–200 kPa). Les résultats démontrent que, bien que la convergence latérale diminue avec la profondeur en raison d'un meilleur confinement du sol, le tassement de la calotte et la plastification s'intensifient. Le mécanisme de rupture passe d'une coupure en traction en surface à de faibles profondeurs (10 m) à une rupture de portance sévère à des profondeurs plus importantes (30 m). Par conséquent, le renforcement structurel doit se concentrer sur la calotte et les coins du tunnel, car ce sont les emplacements présentant les déplacements verticaux les plus élevés et les plus grandes quantités de plastification. Des conceptions spécifiques à la profondeur sont fortement recommandées : un renforcement continu du radier pour les profondeurs dépassant 30 m, un soutènement ciblé au niveau des naissances (spring-line) pour les profondeurs intermédiaires (15–25 m), et une surveillance instrumentale stricte utilisant les déplacements calculés dans cette étude comme seuils d'alerte.