Dimensionnement des structures

Le dimensionnement à froid des structures recouvre d’une part la justification du soutènement, du revêtement (béton coffré ou voussoirs), des structures de second œuvre (dalles et cloisons des gaines de ventilation) et des structures extérieures (fausses têtes) des ouvrages neufs et, d’autre part, le recalcul de la portance d’ouvrages en cas de modification à effectuer ou de pathologies à analyser. Il doit pouvoir prendre en compte :

• l’interaction sol-structure ;
• le risque sismique, avec une augmentation, depuis 2008, des zones concernées ;
• l’impact des vibrations provoquées, le cas échéant, par des travaux de creusement à proximité d’un ouvrage existant.

Les enjeux, attentes et perspectives identifiés à ce jour concernent essentiellement la justification des voussoirs en béton fibré et celle, par le calcul et/ou l’expérimentation, de solutions technologiques innovantes (comme, par exemple, les BFUP ¹ projetés).

Le dimensionnement en cas d’incendie, pour les travaux neufs comme pour la vérification des ouvrages en service, aborde les deux questions principales suivantes :

• la résistance de la structure sous l’action de la température ;
• la prise en compte de l’écaillage.

Ses enjeux sont particulièrement forts pour la mise en conformité des ouvrages existants. En fonction de la durée de résistance estimée par le calcul, les besoins de protection peuvent être sensiblement différents, avec des répercussions sur le coût et la durée des travaux, mais aussi sur le suivi de l’ouvrage. Une attente forte est de disposer d’une méthode fiable pour quantifier l’épaisseur d’écaillage à considérer, et de méthodologies et outils validés pour le recalcul des ouvrages existants.

Pour le dimensionnement au feu des ouvrages neufs, l’évaluation de la résistance à l’écaillage demeure une question essentielle car tous les bétons sont susceptibles d’être affectés par ce phénomène dès lors qu’ils sont soumis à des sollicitations thermiques extrêmement fortes (jusqu’à 1300°C en tunnels, avec une montée en température très rapide).

En parallèle à la prise en compte de l’écaillage, la méthodologie de calcul au feu, aujourd’hui bien établie pour les ouvrages de type tranchée couverte, doit être élargie aux tunnels creusés et notamment aux tunnels en voussoirs qui représentent la majorité des projets à venir.