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Estimation des tassements dus à une excavation complexe

Description du projet

Dans le cadre des travaux du Grand Paris, le groupement VINCI-SPIE construit la future gare du RER E sous La Défense. Dans ce projet, la zone Avant-Gare (AG) Ouest (Fig. 1) est rendue complexe par son phasage et les nombreuses structures avoisinantes, telles que la ligne T2, les fondations d’un bâtiment emblématique de la Défense, le CNIT, et de son parking.

VINCI a demandé à ITASCA de réaliser un modèle 3D pour le calcul des tassements de surface engendrés par les excavations. Le modèle prend en compte le phasage réel de l’ensemble des travaux prévus.

Fig 1 : Situation de l’AG Ouest, et détail des structures à reprendre (en jaune)

Rôle d'Itasca

Quatre ouvrages principaux sont considérés : galerie Carpeaux, émergence vers le Tram T2, arrivée du bitube RER E, l’Avant Gare proprement dite avec la galerie d’accès aux ascenseurs, et plusieurs structures avoisinantes.

Le maillage, constitué d’environ 1,6M d’éléments volumiques, est généré avec Griddle (Fig. 2). Les revêtements sont représentés par des mailles, les soutènements (béton projeté, boulons, cintres, butons, cadres, voutes parapluie) et les pieux existants, par des éléments de structure. Le sol est simulé à l’aide du modèle « Plastic-Hardening », qui prédit précisément le comportement contrainte-déformation avant la rupture.

Plus de 40 étapes principales de travaux (traduites en plus de 300 phases de calcul) sont simulées, dont la reprise en sous-œuvre pour la galerie Carpeaux.

Fig 2 : Maillage et charges surfaciques
Fig 3 : Déplacements autour des galeries

Résultats

Le modèle a permis d’évaluer l’évolution des tassements le long de la voie de tram. Plus de 80% des valeurs maximales sont développées lors du deuxième terrassement en taupe de la galerie Carpeaux. Le tassement maximal se développe près de la niche de reprise en sous-œuvre la plus large (Fig. 3).

Le tassement au-dessus de l’émergence T2, située sous une grande semelle fortement chargée, est supérieur à 1 cm. Il se développe surtout pendant le creusement de cet ouvrage.

Le reste des travaux (excavation du bitube ouest, de la galerie ascenseur, de l’Avant-Gare et des ascenseurs), puis la remontée de la nappe une fois les travaux terminés ont un impact limité sur les déplacements : variation inférieure à 0,5 cm.

Bureau

France
Itasca Consultants S.A.S.

Secteur d'activité

Infrastructures de transport

Client

VINCI

Lieu

Paris, France

Logiciels

FLAC3D
Griddle