Interaction sol-structure, ouvrages de fondation et soutènement sous chargement complexe et long terme, conception et optimisation, réemploie
Le laboratoire propose une démarche pluridisciplinaire et multi-échelle permettant de traiter l’ensemble des étapes de la conception des ouvrages de fondation, de soutènement et souterrains en zone urbaine. Des études expérimentales et numériques sont menées pour atteindre ces objectifs et lever les verrous scientifiques identifiés. Des bases de données dont le laboratoire est dépositaire (essais de fondations profondes réalisés par les équipes de Michel Bustamante et de ses successeurs, essais de fondation superficielles menés par Yves Canépa et ses collaborateurs puis le laboratoire SRO) et des méthodes de calcul servent de socle aux recherches menées actuellement.
Une partie des efforts de recherche est consacrée au développement de méthodes d’ingénierie robustes et simples pour analyser le comportement des ouvrages (pieux, fondations superficielles, etc.) sous charges monotone et cycliques. Ces méthodes sont basées sur la proposition de courbes de dépendance du module élastique avec la déformation du sol et de courbes « cycliques » de transfert de charge t-z et p-y c’est-à-dire permettant d’exprimer la dégradation cyclique en fonction de la sévérité des cycles et du nombre de cycles. Cette démarche a été initiée dans le cadre du projet PN ARSCOP avec l'ENIT. Dans le cas des parois, une étude est en cours avec Solétanche Bachy avec le concours de la SGP sur l’évolution du coefficient de réaction avec la sollicitation cyclique. Dans le cadre d'un projet collaboratif FUI avec le laboratoire Navier, les sociétés Fondasol et Sol-Solution, ces méthodes sont appliquées pour la conception des fondations superficielles.
La mesure (en continu ou ponctuelle) des déformations des ouvrages par fibre optique apparaît comme une alternative judicieuse aux méthodes classiques (jauges, cordes vibrantes, etc.). En effet, cette technique ne nécessite pas d’entretien de matériel : la réactivité face au besoin est donc très grande. Si de prime abord, cette technique de mesure semble très attirante (en mesure répartie ou ponctuelle), il reste néanmoins de nombreux points à éclaircir :
- La fragilité de la fibre : quel est le nombre minimum de lignes à placer dans le pieu pour obtenir, de façon répétée, une mesure des déformations toute hauteur ?
- Quelle est la méthode de fixation de la fibre optique la plus adaptée ? (simple collier, tube de réservation dédié ?)
- Quel est la précision de la mesure (si la technologie utilisée n’est pas la technologie Bragg) ? en particulier peut-on échantillonner la mesure de façon à obtenir une précision plus grande qu’avec l’extensomètre amovible ou les capteurs locaux (notamment pour la détermination de la résistance en pointe).
Il est donc nécessaire, afin de valider cette méthode de mesure pour l’application à la mesure des déformations dans les ouvrages et pour le cas des pieux à l’estimation des frottements unitaires et des coefficients de pointes, de la confronter à une méthode éprouvée et reconnue telle que celle de l’extensomètre amovible.
Thèmes de recherche : en construction
Mots clés : en construction
Collaborations : en construction
Projets : ANR E-pilot, Asiri, Arscop, Emerge 3R, Tulip
PROJETS
ANR e-Pilot
Porteur : Alain Le Kouby
Site web du projet : https://e-pilot.univ-gustave-eiffel.fr/
Urban centers in major cities worldwide are progressively densifying, due to the enormous population growth over the last years. These changes strain existing infrastructure, requiring expansion or construction of new underground transportation systems, for example in Paris and Toulouse. Considering the potential consequences of excavation challenges near adjacent structures and in particular piled structures, thus affecting citizens in their living environment and for their mobility, tunnel excavation outcomes could be significantly limited or controlled by predicting foundations behaviour during and following tunnel construction as well as operations phases. In particular, it would help to limit financial provision for constructions phases and improve environmental performance of the infrastructure project.
The research work proposed by the consortium will help to manage impact on existing structures during tunnelling and tunnel operation phase in the framework of actual important infrastructure projects in a metropole area.
Feedback and post-survey analysis of practitioners and academia highlight the potential impact of tunnelling on existing structures in terms of settlement and the impact due to ground borne vibrations during tunnel construction and operation.
These research topics have been identified as requiring collaborative work across the profession in a new National Research Project. They can be grouped into two research topics:
1) Improve modelling and optimized design of pile response to tunnelling and to tunnel railway operation from new data and 2) Improve numerical and analytical modelling of propagation of induced ground-borne vibrations in complex geological domains.
TULIP (Tunnelling and Limitation on the Impacts on Piles) project covers mainly point 1) and partly point 2). E-PILOT project will help to complete integration of data from literature and new projects, to improve numerical and analytical methods devoted to model effects for tunnelling and ground borne vibrations propagation.
The ANR project E-PILOT is associated to TULIP project and is a part of a global approach to adapting land use planning to the requirements of sustainable development. It also aims to study the pile response to tunnelling and railway traffic in underground structures not only on the quasi-static effects related to tunnelling but also on dynamic effects induced by ground-borne-vibrations during excavation and operation of tunnels.
Original and unique monitoring on underground structures will be carried out as well as new in situ tests and laboratory tests procedures to improve soil characterization during tunnelling phase.