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Les géostructures énergétiques sont des ouvrages géotechniques assurant initialement une fonction mécanique (fondations profondes, écrans de soutènement, etc.), étant également utilisés comme échangeurs géothermiques. Pouvant satisfaire les besoins énergétiques des constructions en termes de chauffage et de climatisation, elles présentent un intérêt économique et environnemental certain.
Néanmoins, les variations de température associées au fonctionnement de ces ouvrages induisent des chargements spécifiques susceptibles de conduire, en première approche, à i) des déplacements complémentaires, ii) des efforts structurels additionnels et iii) une modification de la résistance géotechnique. Bien que non couverts par les normes de calcul actuelles, ces effets mécaniques doivent être évidemment pris en compte dans la justification des géostructures.
Concernant les fondations profondes énergétiques, des approches fondées sur un calcul mécanique d'interaction sol-structure (en utilisant par exemple la méthode aux courbes de transfert t-z) permettent de rendre compte des différents résultats expérimentaux (essais de chargement en vraie grandeur, suivis d'ouvrage réels, etc.) et des modélisations numériques plus complexes. Les tassements et les efforts normaux additionnels, mais aussi l'évolution de la sécurité vis-à-vis de la portance, peuvent être ainsi correctement appréhendés.
Pour les écrans de soutènement énergétiques, du fait de l'interaction entre les équilibres verticaux et horizontaux, mais également de leur association à des dispositifs d'appui (radier, butons, etc.), des problématiques complémentaires apparaissent. Il convient, en particulier, de s'intéresser à l'évolution des moments fléchissants, efforts tranchants et déplacements horizontaux, ainsi qu'à l'éventuelle modification de la sécurité vis-à-vis du défaut de butée qui est spécifique à ces ouvrages.
Afin d'analyser en détail le comportement des écrans de soutènement énergétiques, une configuration type est étudiée, en proposant une méthode de modélisation numérique adaptée. Les résultats obtenus permettent de préciser les grandeurs les plus pertinentes dans le dimensionnement des écrans de soutènement énergétiques et de proposer une esquisse de règles de justification.
