Géologie, géotechnique et dimensionnement

Les tunnels sont par nature des structures géotechniques avec des enjeux essentiels d’interaction entre l’ouvrage et le terrain. Le pôle intervient à ce titre sur tous les types d’ouvrages souterrains, qu’ils soient existants ou à construire.
Le pôle fonde tout d’abord ses interventions sur des observations naturalistes et des reconnaissances de terrain afin de construire des modèles géologiques, hydrogéologiques et géotechniques interprétatifs.
L’identification des mécanismes en jeu et la prévision du comportement à l’excavation des terrains constituent ainsi les bases permettant de définir les méthodes d’exécution (conventionnelles ou mécanisées). Elles permettent également de justifier les choix de conception par des approches et modélisations géomécaniques en tenant compte des contraintes environnementales, en particulier les avoisinants soumis aux tassements ou aux vibrations induits par le creusement.
Le pilotage des travaux et l’examen des ouvrages existants sont également menés à partir des observations de terrain et des auscultations statiques et dynamiques pour affiner les diagnostics, valider les dispositions constructives ou les adapter aux conditions rencontrées.

Modélisation géologique, hydrogéologique et géotechnique

Le pôle GGD peut intervenir pour toutes les étapes de définition des modèles géologique, hydrogéologique et géotechnique des projets de tunnels. Cela comprend :

• l’élaboration des modèles conceptuels dans les premières phases d’étude ;
• la réalisation en propre des premières reconnaissances (photo-interprétation, levés de terrain) ;
• la définition technique des programmes de reconnaissances, ainsi que la rédaction des pièces techniques des marchés de reconnaissance, et l’assistance à la passation de ces marchés. Le pôle GGD maîtrise l’ensemble des reconnaissances, y compris les diagraphies différées associées, les essais in-situ puis en laboratoire. Il supervise ces reconnaissances ou prescrit cette supervision ;
• la caractérisation de la propagation des vibrations des terrains (définition, suivi et interprétation des campagnes de tirs de reconnaissance, détermination des lois d’amortissement) ;
• la prescription et la supervision des reconnaissances à l’avancement (levés de front, auscultations).
  Pour tous ces domaines, GGD contribue activement à l’établissement de l’état de l’art via des recommandations et des guides.

Intrinsèquement lié à la construction des modèles géologique, hydrogéologique et géotechnique, le management des risques est pleinement intégré à la démarche de modélisation. Moteur dans les années 2010-2020 lors de l’émergence et de la formalisation de cette démarche de management des risques, le pôle GGD est encore très présent sur cette thématique en s’attachant notamment à flécher les risques selon leurs origines techniques. Il continue à élaborer et diffuser des guides sur ce sujet pour que l’ensemble de la profession puisse se l’approprier parfaitement.
Le pôle maîtrise ainsi l’ensemble du processus du management des risques : identification des incertitudes et des évènements redoutés, qualification des degrés de vraisemblance et quantification des conséquences pour déterminer des niveaux de risques, en fonction des méthodes retenues. In fine, le pôle donne toutes les clés techniques pour asseoir l’évaluation de la provision pour risques identifiés (PRI).

Conception et justification des ouvrages souterrains

Sur la base des modèles géologique, hydrogéologique et géotechnique, le pôle contribue à :

• l’optimisation de la définition géométrique des ouvrages via la prise en compte du terrain dans l’implantation de l’ouvrage et l’insertion des têtes ;
• le choix des méthodes de creusement, qu’elles soient conventionnelles (explosif ou machine à attaque ponctuelle) ou plus spécifiques (tunneliers et microtunneliers, traitements préalables des terrains) ;
• le choix des méthodes de soutènement et revêtement, au front de taille et en paroi de l’ouvrage, en fonction des mécanismes de déformation et de rupture attendus ;
• la justification des structures de soutènement et revêtement via une analyse du comportement d’ensemble terrain-structure approchée grâce à des modèles semi-empiriques, analytiques ou numériques ;
• l’estimation des déplacements et vibrations induits par les travaux dans le terrain, et leurs effets sur les constructions avoisinantes ;
• la mise en œuvre d’une méthode observationnelle pour optimiser les méthodes de creusement-soutènement pendant les travaux (adaptation des profils types aux conditions réellement rencontrées, optimisation des plans de tir, etc.), en lien avec la démarche de management des risques du projet.

  

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