Les 6e Rencontres Interdisciplinaires Doctorales de l’Architecture et de l’Aménagement Durables – RIDAAD – ont été organisées le 8 février 2022 par l’Ecole Nationale des Travaux Publics de l’Etat et l’Ecole Nationale Supérieure d’Architecture de Lyon. Le CETU a présenté les résultats d’une expérimentation in situ en vraie grandeur de l’impact du creusement au tunnelier sur des pieux, analyse réalisée dans le cadre du projet de recherche TULIP.

Les objectifs de ces rencontres étaient de faire rayonner le campus en mettant en avant les thèmes liés à l’architecture et l’aménagement durable avec une affirmation croissante de l’interdisciplinarité ; de rassembler, connaître et faire connaître les thèses en cours dans les champs disciplinaires concernés ; et de créer des espaces de discussion scientifique sur ces thématiques entre doctorants, chercheurs et ingénieurs des milieux professionnels.

Le CETU a présenté les principaux résultats de l’expérimentation en vraie grandeur réalisée dans le cadre du projet TULIP au sein de la session Impact des activités humaines et risques.
Cette expérimentation originale à l’échelle internationale et unique dans le Bassin Parisien a eu lieu en 2020 sur la future ligne 16 du Grand Paris Express (Figure 1). Pour cela, trois pieux de 50 cm de diamètre et 15 à 20 m de profondeur ont été réalisés spécifiquement à différentes distances relatives tunnel – pieu (Figure 2). Ces pieux ainsi que le terrain ont été fortement instrumentés.

Figure 1 : Vue générale du site

Fig 2. : Coupe transversale du site

La réponse du terrain et des pieux a ensuite été suivie lors du passage du tunnelier à pression de terre « Armelle » réalisant une partie de la ligne 16. De nombreux résultats ont été obtenus et notamment présentés lors d’une demi-journée CFMS/AFTES dédiée (Demi-journée Scientifique et Technique co-organisée avec l’AFTES : Projet TULIP (prévision de l’impact d’un tunnelier sur une fondation profonde)

Lors de la présentation effectuée aux RIDAAD, quelques résultats essentiels ont été mis en valeur. Deux illustrations sont données ici à titre d’exemple :

• En figure 3 sont représentés les vecteurs déplacements finaux (loin à l’arrière du front de taille) dans le terrain. Cette figure met en évidence des vecteurs déplacements d’orientation similaire dans toute l’épaisseur de couverture, pour une distance transversale donnée, en direction de l’excavation ;

• La figure 4 compare les tassements en tête de chacun des pieux en fonction de leur distance par rapport au front de taille, avec le tassement de la surface du terrain à la même distance transversale par rapport à l’axe du tunnel. Ces figures révèlent une réponse très différente des pieux en fonction de leur distance par rapport à l’axe du tunnel : le pieu P1 dans l’axe de l’ouvrage tasse davantage que le terrain, alors que les pieux P2 et P3 décalés latéralement par rapport à l’axe tassent environ autant que le terrain. Cela conforte les « zones d’influence » décrites dans la littérature à partir d’essais en laboratoire.

Fig. 3 : Champs de déplacements dans le terrain

Fig. 4 : Tassement des pieux et du sol en surface

Les échanges et discussions riches entre doctorants et chercheurs qui ont suivi la présentation ont souligné l’intérêt de ces travaux de recherche pour développer la connaissance de l’impact du creusement au tunnelier sur les avoisinants en milieu urbain, dans un contexte où les travaux de construction de réseaux de métros sont en forte croissance et revêtent un enjeu stratégique pour le développement durable des villes.