. "2010" . . . . . . . . "Deterministic and probabilistic study of the behavior of tunnels" . "Text" . "Th\u00E8ses et \u00E9crits acad\u00E9miques" . . "Constructions -- Effondrement" . "Mod\u00E8les math\u00E9matiques" . "Les travaux pr\u00E9sent\u00E9s dans ce m\u00E9moire s\u2019attachent \u00E0 \u00E9tudier le comportement des tunnels creus\u00E9s \u00E0 faible profondeur \u00E0 l\u2019aide d\u2019un tunnelier \u00E0 front pressuris\u00E9, en se penchant plus particuli\u00E8rement sur deux aspects fondamentaux lors de l\u2019excavation : la stabilit\u00E9 du front de taille \u00E0 l\u2019effondrement et au refoulement, et l\u2019apparition de mouvements de sol en surface. L\u2019\u00E9tude est men\u00E9e sous un angle d\u00E9terministe puis probabiliste. Dans un premier temps, un certain nombre de mod\u00E8les analytique de d\u00E9termination des pressions limites d\u2019effondrement et de refoulement sont d\u00E9velopp\u00E9s \u00E0 partir d\u2019observations effectu\u00E9es sur des mod\u00E8les num\u00E9riques. Deux de ces mod\u00E8les analytiques pr\u00E9sentent, respectivement pour des sols frottant et non frottant, des r\u00E9sultats tr\u00E8s satisfaisants \u00E0 la fois en termes de pressions limites et de faci\u00E8s de rupture. Par ailleurs, des mod\u00E8les num\u00E9riques de diff\u00E9rents degr\u00E9s de complexit\u00E9 sont programm\u00E9s afin d\u2019\u00E9valuer les mouvements de sol induits par l\u2019excavation et leur propagation jusqu\u2019\u00E0 la surface. Les mod\u00E8les d\u00E9terministes ainsi d\u00E9finis sont ensuite utilis\u00E9s dans un cadre probabiliste. La m\u00E9thode de la surface de r\u00E9ponse stochastique par collocation est pr\u00E9sent\u00E9e, valid\u00E9e, et perfectionn\u00E9e afin de rendre possible pour un faible co\u00FBt calculatoire des \u00E9tudes param\u00E9triques sur les propri\u00E9t\u00E9s probabilistes des variables d\u2019entr\u00E9e des mod\u00E8les. La propagation de l\u2019incertitude au travers des mod\u00E8les d\u00E9terministes de stabilit\u00E9 et de mouvements de sol est \u00E9valu\u00E9e, et des m\u00E9thodes de dimensionnement fiabiliste sont propos\u00E9es. Dans une derni\u00E8re partie, la variabilit\u00E9 spatiale du sol est prise en compte par l\u2019interm\u00E9diaire de la th\u00E9orie des champs al\u00E9atoires, et appliqu\u00E9e \u00E0 un mod\u00E8le analytique 2D d\u2019effondrement d\u2019un front de taille. Ce mod\u00E8le, d\u00E9velopp\u00E9 dans le but de prendre en compte cette variabilit\u00E9 spatiale pour des temps de calcul inf\u00E9rieurs \u00E0 ceux des mod\u00E8les num\u00E9riques, est valid\u00E9 num\u00E9riquement et soumis \u00E0 des tirages al\u00E9atoires en grand nombre. L\u2019effet de la variabilit\u00E9 est \u00E9valu\u00E9, et des ph\u00E9nom\u00E8nes nouveaux li\u00E9s \u00E0 cette variabilit\u00E9 sont mis en lumi\u00E8re." . "Tunnels -- Conception et construction" . "The work presented in this manuscript aims at studying the behaviour of shallow tunnels excavated with pressurized shields, by investigating two fundamental points : the stability of the tunnel face with respect to collapse and blow-out, and the occurrence of soil movements at the ground surface. The study first deals with deterministic aspects, and then focuses on a probabilistic approach. In a first time, several analytical models for the determination of the collapse and blow-out limit pressures are developed from observations of numerical results. Two of these models, respectively for frictional and purely cohesive soils, appear to provide very satisfying results, both for the computation of the limit pressures and for the assessment of the failure shape. Moreover, two numerical models of increasing complexity are programmed in order to evaluate the soil movements induced by the excavation, and their propagation to the ground surface. These deterministic models are then used in a probabilistic framework. The Collocation-based Stochastic Response Surface Methodology is presented, validated, and generalized in order to make possible at a limited computational cost a complete parametric study on the probabilistic properties of the input variables. The uncertainty propagation through the models of stability and ground movements is evaluated, and some methods of reliability-based design are proposed. In a last part of the manuscript, the spatial variability of the soil is taken into account using the random fields theory, and applied to a 2D analytical model of tunnel face collapse. This model, developed in order to take into account this variability for much smaller computation times than numerical models, is validated numerically and submitted to extensive random samplings. The effect of the spatial variability is evaluated, a emerging phenomena related to this variability are pointed out." . . "Excavation" . . . . "Etude d\u00E9terministe et probabiliste du comportement des tunnels" . "Constructions -- Stabilit\u00E9" . . "Etude d\u00E9terministe et probabiliste du comportement des tunnels" . . . .