Bibliographie & annexes
Quiz & test
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article présente les techniques de construction des tunnels en lien avec les conditions géologiques, hydrogéologiques, géotechniques et environnementales.
Après une revue des méthodes d’investigation et de classification des terrains destinées à guider les concepteurs, il détaille les techniques à la disposition des constructeurs, allant des plus traditionnelles, elles-mêmes en constante évolution pour s’adapter à des conditions toujours plus difficiles, jusqu’aux plus récentes, très mécanisées, utilisant des tunneliers.
Il développe ensuite les critères de choix des techniques en adéquation avec le comportement des terrains, puis traite les aspects de modélisation et dimensionnement des tunnels, en soulignant l’apport des approches de calculs d’interaction sols-structures.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
This paper deals with the construction techniques for tunnels in connection with the geological, hydrogeological, geotechnical, and environmental conditions.
After reviewing the ground investigations and classifications methods useful for the conception, it describes the techniques available to the constructors, going from the more traditional, but constantly evolving to suit to ever more difficult conditions, to the more recent, highly mechanized with the use of Tunnel Boring Machines.
It also presents the criteria for the choice of construction techniques adapted to the ground behaviour, and finally the tunnels modelling and design aspects with emphasis to sol-structure interaction contribution.
Auteur(s)
-
Alain GUILLOUX : Expert Géotechnicien - Société TERRASOL, Paris, France
-
Hervé LE BISSONNAIS : Expert Travaux souterrains, Directeur Général Délégué - Société TERRASOL, Paris, France
-
Martin CAHN : Délégué parisien Cellule « ouvrages souterrains » - Société TERRASOL, Paris, France
-
Jean Pierre JANIN : Responsable Cellule « ouvrages souterrains » - Société TERRASOL, Lyon, France
INTRODUCTION
Le creusement des tunnels fait partie des techniques de construction où les interactions entre les différents aspects des métiers du Génie Civil sont particulièrement nombreuses. Au-delà de la bonne connaissance des matériaux de construction et de leur comportement, des matériels disponibles ou à « inventer », des impératifs de sécurité, tant que pour le personnel de chantier que vis-à-vis de l’environnement, de la règlementation, etc… il y a un acteur essentiel : le terrain !
C’est en effet « le terrain » qui va guider le projet, depuis la conception en adaptant autant que possible les tracés et profils à la recherche d’une géologie « favorable », jusqu’au chantier en adaptant les méthodes de réalisation au comportement réel du terrain.
L’objet de cet article est ainsi de présenter les différentes méthodes de construction des tunnels en relation avec les conditions de nature géologique, hydrogéologique et géotechnique (qui seront réunies dans la suite de cet article sous l’appellation de « conditions géologiques »).
Il s’agit bien sûr d’abord de décrire au mieux ces conditions géologiques, et ce sera l’objet du chapitre 1 où seront présentés les principaux facteurs géologiques pouvant influencer le choix des méthodes de creusement, les méthodes de reconnaissance spécifiques ou tout au moins essentielles pour les projets de tunnels, et enfin les classifications usuelles des sols et roches utilisées en travaux souterrains.
Puis les chapitres 2 à 3 seront consacrés aux descriptions des techniques de construction elles-mêmes, depuis les méthodes dites « traditionnelles » jusqu’aux méthodes mécanisées utilisant des tunneliers, ainsi que des techniques de traitement de terrain qui accompagnent souvent les précédentes dans les projets particulièrement difficiles. Ces descriptions chercheront, au-delà de la technologie, à intégrer la dimension géologique en expliquant comment ou pourquoi telles ou telles méthodes ont été développées pour répondre à des problématiques géologiques spécifiques.
Ensuite, le chapitre 6 s’intéressera plus en détails au choix des techniques de construction selon les conditions géologiques prévues en phase conception, ou réellement rencontrées en phase construction. Enfin, le chapitre 7 présentera quelques éléments sur les grandes catégories de méthodes de calcul et de dimensionnement, et plus globalement de modélisation, couramment utilisées dans les études de tunnels.
-
La construction d’un tunnel fait appel à de multiples spécialités : la pluridisciplinarité est essentielle,
-
Les interactions entre les conditions géologiques et les méthodes de construction sont un des enjeux fondamentaux des projets souterrains.
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
Civil engineering | modelling | geotechnical engineering | building | soil-structure interaction | tunnels
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Travaux publics et infrastructures
(79 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Présentation
Description des techniques de traitements de terrain
En anglais
4. Description des méthodes au tunnelier
Les tunneliers peuvent être définis comme l’ensemble des machines et équipements assurant en propre la quasi-totalité du processus de construction d’un tunnel de manière mécanisée. L’abattage du terrain se fait en pleine section par une tête en rotation, et de ce fait la section est quasi-systématiquement circulaire, sauf dans de rares cas où la tête est équipée de roues multiples permettant de réaliser des tunnels à section non circulaire. Si les creusements en méthode traditionnelle s’inscrivent dans la continuité des techniques ancestrales de mineurs, les tunneliers sont eux le fruit de l’industrie qui a mis à profit la robotisation et l’automatisation pour permettre de creuser des ouvrages dans des contextes géotechniques et environnementaux de plus en plus sensibles tout en garantissant la sécurité des compagnons.
Véritables usines souterraines mobiles, les tunneliers assurent successivement ou simultanément des fonctions aussi diverses que l’abattage du terrain, la stabilisation des parois de l’excavation, la mise en place du soutènement/revêtement, le marinage des déblais et la progression de la machine.
Prototypes dédiés à chaque projet, les tunneliers n’ont cessé de se sophistiquer, depuis les prémices des premières machines de la fin de la révolution industrielle jusqu’à nos jours, pour se transformer en produits de technologie de pointe : la première machine à bouclier a été inventée et utilisée en 1825 par Brunel pour traverser la Tamise à Londres, mais les tunneliers « modernes » ont été développés à partir des années 1960.
4.1 Principales catégories de tunneliers
Les différents types de tunneliers se distinguent par les modalités retenues pour assurer les diverses fonctions qu’ils doivent remplir : excavation, soutènement du terrain, marinage, pose du soutènement/revêtement et progression. Diverses combinaisons sont possibles (cf. Recommandations AFTES GT4R3F1, GT4r3F & A, GT4R6F1) mais la principale distinction porte sur la capacité de la machine à apporter ou non un confinement actif au terrain au moment du creusement (figure 17).
L'expertise technique et scientifique de référence
TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :
Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.
Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.
de Techniques de l’Ingénieur ! Acheter le module
Cet article fait partie de l’offre
Travaux publics et infrastructures
(79 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Description des méthodes au tunnelier
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ANAGNOSTOU (G.), KOVÁRI (K.) - The face stability of slurry-shield-driven tunnels. - Tunnelling and Underground Space Technology (1994).
-
(2) - ANAGNOSTOU (G.), KOVÁRI (K.) - Face stability in slurry and EPB shield tunneling. - Geotechnical aspects of underground construction in soft ground, Mair et Taylor (1996).
-
(3) - BARTON (N.R.), LIEN (R.), LUNDE (J.) - Engineering classification of rock masses for the design of tunnel support. - Rock Mechanics, 6 (1974).
-
(4) - BIENFAIT (P.), HINGANT (P.), MARIOTTI (G.), GUILLOUX (A.), LE MAOUT (J.-N.) - L’accident géologique du tunnel des Hurtières. - Journées d’études AFTES Chambéry (1996).
-
(5) - BIENIAWSKI (Z.T.) - Rock mechanics design in mining and tunnelling. - Balkema Eds. Rotterdam (1983).
-
(6)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Caractérisation des massifs rocheux utile à l'étude et à la réalisation des ouvrages souterrains - GT1R1F1 - (2003)
-
Reconnaissances géologiques, hydrogéologiques et géotechniques nécessaires à la conception des ouvrages souterrains. - GT24R3F1 - (2020)
-
Prise en compte des effets induits par le creusement sur les constructions avoisinantes dans la conception et la réalisation des ouvrages souterrains - GT16R2F1 - (2018)
-
Apport des techniques pétrolières de forage et diagraphie à la reconnaissance des grands ouvrages souterrains - GT24R0F1 - (2004)
-
Les reconnaissances à l'avancement - GT24R1F1 - (2008)
-
Reconnaissances à l’avancement pour les tunneliers - GT24R2F1 - (2014)
-
Caractérisation des incertitudes et des risques géologiques, hydrogéologiques et géotechniques - GT32R2F1 - (2012)
-
...
ANNEXES
Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
AFTES : Association Française des Tunnels et de l'Espace Souterrain
CETU : Centre d’études des tunnels
http://www.cetu.developpement-durable.gouv.fr/
ITA / AITES : International Tunneling and Underground Space Association / Association Internationale des Tunnels et de l’Espace Souterrain
ITACET : Foundation for Continuous Education and Training on Tunnelling and Underground Space Use
FSTT
France Sans Tranchées Technologies – Les techniques douces pour la pose et la réhabilitation des réseaux enterrés
ITFF
Inventaire des Tunnels Ferroviaires de France
http://www.tunnels-ferroviaires.org/
HAUT DE PAGE
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Travaux publics et infrastructures
(79 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Travaux publics et infrastructures
(79 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
