Note ABES Modélisation du creusement des tunnels en interaction avec les fondations profondes Numerical modelling of tunnel excavation and its interaction with deep foundation Tunnelier Éléments finis Excavation of tunneling 3D modeling Deep foundations Soil-Structure interaction Finite element Tbm Tunnels -- Construction Fondations (construction) Interaction sol-structure Constructions -- Stabilité Modélisation tridimensionnelle Méthode des éléments finis Travaux sans tranchée Le creusement de tunnels en milieu urbain, à proximité de fondations profondes, pose des enjeux critiques liés aux déplacements du sol et à la stabilité des ouvrages. Ces projets sont aujourd'hui réalisés en grande majorité à l'aide de tunneliers pressurisés. Le processus de creusement est complexe et sa prise en compte reste difficile dans les approches de modélisation existantes, ce qui réduit la fiabilité des prévisions numériques et entraîne une dispersion importante des résultats.Pour répondre à cette difficulté, une approche numérique innovante est proposée afin de représenter de manière simplifiée mais mécaniquement cohérente l'effet global du tunnelier. Son originalité réside dans l'utilisation d'un champ de contraintes de référence pour traduire les effets combinés du déconfinement et de l'injection, ce qui permet de relier explicitement certains paramètres de pilotage du tunnelier aux sollicitations appliquées au sol et aux pieux. Cette approche est implémentée dans le code éléments finis CESAR et intégrée dans un environnement tridimensionnel automatisé, basé sur le Pilote de CESAR et l'API Python de GMSH, qui assure la définition géométrique, le maillage et le phasage d'avancement.La validation de l'approche proposée constitue un premier axe de ce travail. Des comparaisons avec la méthode classique de déconfinement et des cas issus de la littérature ont confirmé sa capacité à représenter les mécanismes attendus. Un second axe a porté sur sa mise en œuvre dans un cadre tridimensionnel et son application au projet expérimental TULIP, avec une confrontation directe aux mesures in situ (tassements, déplacements horizontaux, efforts internes dans les pieux, pressions interstitielles). Les résultats mettent en évidence une concordance satisfaisante entre calculs et observations.Enfin, des analyses paramétriques étendent l'utilisation de la méthode en intégrant des aspects souvent négligés mais essentiels, tels que l'influence de la rhéologie du mortier, l'effet de la vitesse d'avancement, la modélisation en conditions non drainées et les interfaces sol-pieu frottantes. L'ensemble de ces résultats montre que la méthode proposée constitue un outil robuste, cohérent et automatisable, capable de fournir des prévisions fiables et adaptées aux besoins de l'ingénierie de projet. The excavation of tunnels in urban areas, in the vicinity of deep foundations, raises critical challenges related to ground displacements and the stability of existing structures. These projects are nowadays carried out mainly using pressurised tunnel boring machines (TBMs). The excavation process is complex and remains difficult to integrate in the existing modeling approaches, which reduces the reliability of numerical predictions and leads to significant dispersion of results.To address this difficulty, an innovative numerical approach is proposed to provide a simplified yet mechanically consistent representation of the global effect of the TBM. Its originality lies in the introduction of a reference stress field applied in a zone adjacent to the tunnel, enabling the combined effects of excavation-induced stress release and grouting pressure to be represented. The approach has been implemented in the finite element code CESAR and integrated into an automated three-dimensional framework, based on CESAR's Pilote and the Gmsh Python API, which manages geometry definition, mesh generation, and excavation phasing.The validation of the proposed approach forms a first axis of this work. Comparisons with the conventional stress-relaxation method and with case studies from the literature confirmed its ability to represent the expected mechanisms. A second axis focused on its implementation in a three-dimensional framework and its application to the experimental project TULIP, involving direct comparison with in situ measurements (surface settlements, horizontal displacements, internal forces in piles, pore water pressures). The results highlight a satisfactory agreement between calculations and observations.Finally, parametric analyses broaden the use of the approach by incorporating aspects often overlooked yet essential, such as grout rheology, excavation rate, undrained conditions, and soil-pile interface behaviour. Overall, these results demonstrate that the proposed method is a robust, consistent, and automatable tool, capable of delivering reliable predictions suited to the requirements of engineering practice. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 17925669 https://pepite-depot.univ-lille.fr/ToutIDP/EDENGSYS/2025/2025ULILN050.pdf https://pepite-depot.univ-lille.fr/ToutIDP/EDENGSYS/2025/2025ULILN050.pdf https://theses.fr/2025ULILN050/abes Zaiter Hadia Zaiter 1997-10-30 LB 297010018 https://theses.fr/2025ULILN050 2025ULILN050 https://doi.org/10.70675/4d837745zd8baz4359za493z12016e935a37 2025-12-10 Génie civil Université de Lille (2022-....) 259265152 Doctorat Docteur es non oui Mroueh Hussein MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 114154724 Bourgeois Emmanuel MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 069009740 Deck Olivier MADS_PRESIDENT_DU_JURY 074248723 Le Kouby Alain MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 075073560 Jenck Orianne MADS_RAPPORTEUR_1 101828713 Nowamooz Hossein MADS_RAPPORTEUR_2 13084201X École graduée Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 25860221X LGCgE - Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 249848 161607160 Agence nationale de la recherche (France ; 2005-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_2 121892174 ddc:620 Mroueh Hussein Bourgeois Emmanuel Deck Olivier Le Kouby Alain Jenck Orianne Nowamooz Hossein École graduée Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....) LGCgE - Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement Agence nationale de la recherche (France ; 2005-....) PDF 17925669 restriction 2025-12-10 2026-12-31 restriction 2025-12-10 2026-12-31