13ème Journées Nationales de Géotechniques et de Géologie de l'ingénieur>
Caractérisation des instabilités de blocs lors du creusement des puits de ventilation pour le projet TELT : une approche basée sur la méthode des éléments distincts
Etienne Lavoine  1@  , Lauriane Bouzeran  1@  , Hélène Roulet  2@  
1 : ITASCA
Itasca Consultants SAS, 29 av Joannès Masset, 69009 Lyon
2 : Vinci Construction
Vinci Construction

Dans le cadre du projet TELT (Tunnel Lyon-Turin), LYTO (VINCI/Webuilt/Masterdrilling) s'est vu confier la construction de quatre puits de ventilation de 500 mètres de profondeur à Avrieux. Lors du forage des deux premiers puits, des chutes de blocs et des instabilités ont été observées entre 350 et 400 mètres de profondeur, soulevant des inquiétudes quant aux interactions potentielles entre des puits rapprochés. Pour résoudre ce problème, LYTO a fait appel à ITASCA afin de développer un modèle numérique permettant de reproduire les instabilités observées et de mieux évaluer les risques.

Les simulations ont été réalisées à l'aide de 3DEC, un logiciel à éléments distincts permettant de modéliser le comportement mécanique des massifs fracturés. La calibration du modèle a d'abord été effectuée sur un seul puits afin de reproduire les instabilités observées et d'identifier les mécanismes clés. Les résultats ont montré que certaines familles de fractures orientées près de l'axe nord-sud et légèrement inclinées par rapport à la contrainte principale jouent un rôle essentiel dans la formation de zones « déconfinées » permettant des mouvements de blocs. À la suite de cette calibration, un modèle global des quatre puits a été développé en simulant leur excavation séquentielle, reproduisant le phasage de construction et permettant la redistribution progressive des contraintes et de l'endommagement. Les résultats ont révélé que l'excavation d'un puits peut induire des redistributions de contraintes dans les puits voisins, avec des variations de contrainte déviatorique atteignant 1,5 MPa dans certaines zones, ce qui est suffisant pour déstabiliser les blocs proches de la rupture. La manière dont les différentes familles de fractures intersectent les puits, en fonction de leur espacement, de leur orientation et de leur position, a une forte influence sur la propagation et la forme des zones déconfinées. Cette variabilité spatiale explique la gamme d'instabilités observées sur le site.


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