Thèse soutenue

Évaluation de la stabilité à long terme des ouvrages souterrains avec la prise en compte des incertitudes et de la variabilité des propriétés des roches
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Auteur / Autrice : Ngoc Tuyen Tran
Direction : Dashnor HoxhaDuc Phi Do
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie civil
Date : Soutenance le 05/10/2020
Etablissement(s) : Orléans
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers (Centre-Val de Loire)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique Gabriel Lamé (Orléans ; 2018-....)
Jury : Président / Présidente : Jianfu Shao
Examinateurs / Examinatrices : Dashnor Hoxha, Duc Phi Do, Jianfu Shao, Daniel Dias, Olivier Deck, Gilles Armand, Minh Ngoc Vu
Rapporteurs / Rapporteuses : Daniel Dias, Olivier Deck

Résumé

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Ce travail de thèse vise à évaluer la probabilité de défaillance à long terme du revêtement en béton des tunnels profonds en considérant l’incertitude des paramètres du comportement différé de la roche hôte. Pour cela, une extension/modification de la technique d’analyse fiabiliste par le métamodèle de Krigeage a été d’abord mise en place. La performance et l’efficacité de ce métamodèle modifié en comparant avec la méthode classique MCS a été démontrée dans le cadre d’une construction séquentielle d’un tunnel profond dans une roche viscoélastique. Ce métamodèle de Krigeage est ensuite appliqué pour analyser la stabilité pendant la période d’exploitation de 100 ans du revêtement en béton d’une galerie construite dans la couche argileuse de Callovo-Oxfordien (COx), la formation géologique choisie pour le stockage profond des déchets radioactifs en France. La quantification des incertitudes et des corrélations des paramètres du modèle de Lemaitre pour la roche hôte a été réalisée en utilisant les résultats des essais de fluage au laboratoire. Le soutènement de la galerie étudiée est compressible et son comportement décrit par un modèle élastique tri-linéaire. Les résultats montrent l’impact des incertitudes des propriétés de la roche hôte et un grand avantage du voussoir compressible sur la stabilité à long terme du revêtement en béton. Selon ces études, la stabilité à 100 ans du revêtement est considérablement augmentée en fonction de la compressibilité et/ou de l’épaisseur de la couche compressible du système de support de la galerie. Une considération de la variabilité spatiale des propriétés mécaniques de la roche hôte a aussi été effectuée. Pour traiter le problème de grandes dimensions, associé à la discrétisation des champs aléatoires, une adaptation de la méthode Cut-HDMR combinée avec la métamodélisation de Krigeage a été proposée dans cette étude et a été ensuite testée à travers des applications numériques.