Modélisation numérique des mouvements du sol induits par des excavations et des injections de compensation

La maitrise des mouvements du sol est un probleme fondamental de la realisation de travaux en zone urbaine. Dans le cas d'excavations, ce sont les tassements constates en arriere de l'ecran qui sont les plus problematiques car ils peuvent induire de severes dommages sur les structures proches : bâtiments, voiries, reseaux divers. L'objectif du travail propose est d'analyser, sur le plan numerique, les mecanismes permettant de calculer des tassements en arriere d'ecrans de soutenement puis d'etudier la possibilite d'utiliser les injections de compensation a la correction de ces tassements. Le premier chapitre comprend une synthese bibliographique des differentes methodes permettant d'apprehender les mouvements du sol induits par des excavations. Ces methodes sont tout d'abord presentees, puis pour un ensemble de criteres comme la rigidite de l'ecran ou la presence de surcharges, les apports de chacune d'entre elles sont compares et analyses. Le second chapitre presente une analyse numerique des mouvements induits par une excavation dans le cas d'un ecran autostable. L'influence de differents parametres est etudiee: la geometrie du modele, l'interface entre le sol et l'ecran, le coefficient de pression des terres au repos et la loi de comportement a la fois dans le domaine elastique et plastique. Differents aspects concernant la prise en compte de l'elasticite non lineaire sont developpes. Le troisieme chapitre traite de la modelisation de la realisation de l'ecran dans le cas d'une paroi moulee et de l'influence de celle-ci sur les mouvements calcules lors de l'excavation. Le processus de realisation de l'ecran est modelise en deux puis en trois dimensions. Differents calculs sont proposes afm de prendre en compte d'une part la geometrie du soutenement (nombre et longueur des panneaux de la paroi moulee) et d'autre part les conditions initiales definies avant la realisation de l'ecran. Le quatrieme chapitre inclut une synthese bibliographique relative aux injections de compensation. On presente les techniques de mises en œuvre, les phenomenes caracteristiques de l'injection d'un coulis dans un sol et les observations de chantier liees a l'utilisation de cette technologie. Les principes de la modelisation des injections sont aussi abordes en presentant a la fois les developpements analytiques et numeriques. Le cinquieme chapitre est consacre a la modelisation numerique des injections a la fois dans un terrain vierge et aux abords d'une excavation. Les effets de l'expansion d'une cavite en profondeur sur le soulevement du sol en surface sont analyses en detail a partir d'un modele bidimensionnel. On met en evidence l'effet de la profondeur de l'injection ainsi que l'influence de l'etat initial et de la loi de comportement. Ensuite, on aborde les aspects tridimensionnels et on etudie les effets d'une injection de compensation aux abords de l'excavation etudiee dans le second chapitre.