1. La formulation d'un béton 
 Domaines d'application 
 Composition 
 Vieillissement du béton 
 2. Types de béton 
 Béton coffré 
 Béton projeté 
 Anneaux et voussoirs 
 Béton soumis au feu 
 Quelques références 
Anneaux et voussoirs Caution
Chaque anneau est séparé en plusieurs segments
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La taille des segments, et le nombre composant chaque anneau sont régis par des contraintes:
  • techniques :
    • limitation du nombre de contact à traiter par des joints, et donc limitation des risques de venues d'eaux
  • constructives :
    • le poids des segments àsoulever
    • la longueur des anneaux
    • le positionnement des mécanismes de poussé du tunnelier
    • l'assemblage des anneaux entre eux
 
La géométrie des différents segments est généralement régi par le moyen d'assemblage des segments retenu.
  • Les segments pleins :
 
Ce sont ceux les plus utilisés à l'heure actuelle. Il permette d'obtenir de très bonne résistance pour un encombremant "minimum" de la section du tunnel. Ils incorporent de petites poches permettant l'assemblage des différents segments par boulons d'ancrage, boulons courbés, ...
Segments pleins avec les petites "poches"permettant
l'assemblage des segments
  • Les segments creux ou "à côtes" :
 
Fort utilisé auparavant, il recquiert une excavation plus grande du fait de leur résistance moindre. L'assemblage se fait ici par boulons droits dont le système mérite une grande attention lors de la réalisation.
Les différents types de voussoirs
On distingue différents types de voussoirs:
  • les voussoirs universels permettant d'effectuer des troncons droits et des troncons courbes,
  • et les voussoirs droits (rectangulaires) associés aux voussoirs trapézoïdales permettant respectivement de réaliser des troncons droits et courbes.
La longueur des voussoirs est régi par des critères :
  • d'assemblage :
    • le diamètre du tunnel,
    • limitation du joint d'étanchéité
  • de construction :
    • optimisation du cycle d'installation,
    • la taille et le poids des anneaux.
La plupart des voussoirs ont généralement une longueur comprise entre 0,60 mètre et 2 mètres.

Composition d'un anneau
Segments rectangulaires et trapézoïdaux
 
 
Pour ce type de composition annulaire, il n'est généralement pas possible de redémarrer le cycle d'excavation tant que l'anneau n'est pas complètement érigé.
On rencontre dans cette méthode trois types de pièces:
  • les segments rectangulaires,
  • une clé de voûte de forme trapézoïdale,
  • deux segments trapézoïdales adjacents à la clé de voûte
On entend pas segment rectangulaire, des segments dont au moins deux côtés sont parralèles à l'axe du tunnel.
C'est pourquoi, rentre dans ce type de segments, les segments des vousoirs universels.
Segments parralélipédiques et trapézoïdaux
 
 
Ce système est composé de "prises" permettant un système d'attache entre anneau.
Chaque segment est constitué de plusieurs prises venant s'emboiter dans les prises des segments de l'anneau déjà en place.
Les segments sont poussés un à un sur l'anneau précédent. Pour garder un certain degré de compression des joints d'étanchéité, on a donner la forme parralélipédique au segment.
On rencontre trois types de segments :
  • les segments parralélipédique
  • une clé de voûte de forme trapézoïdale
  • une clé de voûte de forme trapézoïdale inversée.
Segments trapézoïdaux
 
 
Ce système permet l'excavation du tunnel lorsque les opérations de mise en en place des voussoirs a encore lieu.
Les segments de forme trapézoïdale sont placés de manière alternées. Une fois à l'envers, une fois à l'endroit.
béton de voussoir
Lors de la construction du tunnel au tunnelier, la construction du revêtement utilise généralement les voussoirs préfabriqués.
Ceux-ci sont généralement en béton armé de 30 à 40 centimètres d'épaisseur, et boulonnés entre eux, avec joints d'étanchéité entre voussoirs d'un même anneau ET anneaux successifs.
Cela permet de garder la construction du tunnel à une certaine vitesse, les phases s'enchainant les une derrière les autres en continu, et surtout d'atteindre rapidement des valeurs de résistance à la compression élevée.
Dans le cas des tunnels courbés (horizontalement ou verticalement), on adopte la solution dite "à voussoirs universels". Ceux- ci sont légèrement pincés parralèlement à l'axe du tunnel. C'est- à-dire que leur longueur est légèrement variable sur un anneau, permettant par rotation de ceux-  ci de suivre l'axe du tunnel.
Le vide subsistant entre le terrain encaissant, et le revêtement doit bien entendu être rempli. Pour cela, on peut utiliser un coulis actif (faisant prise) ou un coulis "inerte".
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mise en place et assemblages
Les systèmes d'assemblage des voussoirs sont nécessaires pour :
  • garder les joints d'étanchéité transversaux et longitudinaux en compression afin que ceux- ci puissent continuer à assurer leur rôle.
  • assurer la stabilité des segments lorsque ceux-ci ne sont plus soumis aux charges du tunnelier.
  • assurer que les segments gardent leur position relativement par rapport aux autres afin d'éviter tout problèmes de relachement des joints d'étanchéité par exemple.
Dans le cas des anneaux traditionnels, les systèmes d'assemblage ne sont généralement nécessaires qu'en phase de construction. On effet, seul les systèmes d'assemblages, et la pression exercée par le tunnelier assure la stabilité des segments lorsque le vide laisser entre le terrain et les voussoirs ne sont pas encore comblé par un coulis. En phase d'exploitation, ces systèmes ne sont plus nécessaires ; c'est la pression du terrain qui assure alors le rôle de mise en compression des segments.
Les assemblages peuvent donc être enlevés après un certain temps, et si ceux-ci s'avèrent ne plus être nécessaires.
On distingue plusieurs tupes d'assemblage :
  • les assemblages boulonnés
  • les assemblages boulonnés inclinés
  • les assemblages utilisant des prises, des clous, ou autres dérivés
Les assemblages boulonnés
Les boulons ou les barres filletés sont fixées à partir de l'intrados des segments. On rencontre deux types de boulons :
  • Les boulons droits fixés à partir de creux pratiqués dans les segments et seront supportés soit directement par le béton, soit à via des plaques d'acier insérer entre les segments
  • les boulons courbés permettant de réduire au maximum les creux dans les segments
Les assemblages boulonnés inclinés
Ce système d'assemblage permet de réduire considérablement le nombre de creux dans les segments. Il est basé sur un système d'ancrage. Ce système étant placé à partir d'un anneau déjà placé, et donc déjà stable permet d'augmenter la sécurité des opérations d'assemblage .
les assemblages utilisant des prises, des clous, ou autres dérivés
Ce type d'assemblage possède de nombreux avantages par rapport aux autres procédés, et est basé sur un principe de "CLIPS":
  • pas d'orifice au niveau de l'intrados,
  • facilité d'assemblage des segments, et précision de ceux-ci
  • grandes résistances
coulis d'injection
Le coulis d'injection ("back-grouting")
La nécessité d'un tel coulis, injecté entre l'extrados des voussoirs et le terrain, repose sur ses fonctions :
  • à court terme :
    • empêcher les déplacement des anneaux principalement lors des poussées effectuées par le tunnelier,
    • minimiser les déformations environnantes du sol,
  • à long terme :
    • assurer la transmission des efforts du sol aux voussoirs de manière uniforme,
    • dans certains cas, il peut être utiliser pour assurer une fonction de drainage : cas des matrice granulaire.
 
Nature du coulis d'injection
Le coulis doit être suffisament fluide pour faciliter son injection, et pour permettre de remplir complètement le volume injecté
On rencontre principalement du type de coulis :
  • les coulis actifs :
 
Ce type de coulis est composé de ciment, de cendres, de sable, de filler, de bentonite, de limons, et d'adjuvants éventuels (plastifiants, retardeurs de prise, ou encore accélérateur de prise).
  • les coulis inertes :
 
Ce type de coulis est composé d'un mélange de bentonite, de polymères, de filler et de sable avec l'ajout éventuel de plastifiant. La différence avec les coulis actifs réside dans le fait que ces coulis ne prennent pas prise.
Dans le cas de terrain suffisamment stable, il est possible de procéder au remplissage en deux étapes. On injecte d'abord une matière composé de granulats assez fins pour assurer une bon bloquage des voussoirs. Ensuite, on injecte le coulis. Cela permet de rendre cette dernière opération indépendante de l'avancement du tunnelier
Injection du coulis
On distingue deux manières d'y procéder :
  • l'injection est réalisé par des trous dans les segments. Cette opération n'est généralement pas réalisé par le tunnelier
  • l'injection est réalisé de manière continue par des tuyaux à l'arrière du tunnelier. Cela permet un plus grand contrôle des déformations du sol.