Brevet FR3081493A1 — publié le 20191129

Description Titre de l'invention : Procédé et dispositif d'excavation de cavités sous terre Domaine de l'invention [0001] La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'agrandissement de cavités sous terre, plus particulièrement de cavités avec des sections d'excavation d'au moins 5 mètres carrés (dans la suite : m2). État de la technique [0002] Dans le domaine minier, il existe différentes méthodes pour ériger des ouvrages dans une roche exerçant des pressions et susceptible de gonfler. [0003] Un ouvrage peut être érigé selon le principe de résistance lorsque les pressions de la montagne doivent être maîtrisées avec les systèmes d'excavation rigides connus aujourd'hui. Un système d'excavation rigide résiste à la pression de la roche sans déformations importantes. [0004] L'épaisseur de l'excavation et donc l'utilisation du principe de résistance sont cependant soumises, surtout pour les plus grands diamètres d'ouvrages, en combinaison avec une grande couverture, à des limites. L'encombrement augmente fortement pour une résistance d'excavation élevée, de telle sorte que de grands diamètres d'excavation deviennent nécessaires. Dans une roche exerçant une pression et susceptible de gonfler avec des pressions de montagnes élevées et de grands diamètres, les ouvrages selon le principe de résistance peuvent être difficilement réalisés et uniquement avec de grands efforts ou pas du tout et ne sont donc généralement pas rentables. [0005] Si les pressions de la roche et les déformations liées à une excavation rigide ne sont plus maîtrisables ou rentables, différentes variantes d'une excavation déformable sont utilisées. Lors d'une excavation déformable, une déformation de la roche est autorisée et les contraintes qui en résultent sur l'excavation sont donc réduites. [0006] Pour une avance conventionnelle séquentielle, il existe différents systèmes d'excavation en combinaison avec du béton injecté. Des éléments de compression, installés parallèlement à l'axe du tunnel sur la paroi du tunnel et comblés par du béton injecté, absorbent la déformation. L'absorption de charges et la déformation dans les éléments de compression a lieu de manière tangentielle par rapport au profil du tunnel. [0007] Pour une avance mécanique en continu, les systèmes mentionnés ci-dessus ne conviennent pas, car ils ne sont pas compatibles avec des éléments de cuvelage. En outre, les systèmes décrits ci-dessus, avec possibilité de déformation tangentielle, ne comprennent pas de couche déformable entre la roche et la coque interne avec pos- 2 sibilité de déformation radiale. Des systèmes avec possibilité de déformation radiale sont également appelés systèmes plats. Différents systèmes plats sont connus et utilisés : - mortier d'interstice annulaire, par exemple Compex : l'interstice annulaire entre la roche et le cuvelage est comprimé avec un mortier compressible. - éléments de cuvelage plats en sandwich, par exemple Solexperts hiDCon-F, Andra Bure : sur le segment de cuvelage est ajoutée une couche déformable constituée de petits tubes en terre cuite. - béton injecté compressible : un mortier ou béton déformable est injecté de manière pneumatique sur la surface de l'excavation. [0008] Ces systèmes plats sont certes adaptés à une avance mécanique de tubes de tunnel. Cependant, au niveau des ouvrages de croisement ou dans le cas de galeries transversales, ces systèmes ne sont adaptés que dans certaines conditions. Les ouvrages de croisement nécessitent des géométries d'excavation plus complexes que des sections de tunnels constantes. [0009] Pour la compression d'un mortier compressible, un interstice annulaire est né- cessaire. Il ne convient donc que pour l'avance TBM, dans laquelle un interstice annulaire existe entre la roche et le cuvelage. Dans les ouvrages de bifurcation ou de croisement, des constructions de coques complexes sont nécessaires pour la compression du mortier compressible. [0010] Du fait de la géométrie complexe, la fabrication de segments de cuvelage avec une couche déformable supplémentaire pour les ouvrages de croisement et de bifurcation est extrêmement difficile. [0011] L'état de la technique consiste à réaliser la coque interne dans une direction et de créer le croisement ou la galerie transversale de manière conventionnelle à un moment ultérieur. La coque interne est alors souvent réalisée avec des chariots de coffrage spéciaux. [0012] Pour le fonctionnement d'un système plat déformable, l'épaisseur des couches et leurs propriétés de déformation sont des paramètres importants. Lors de l'utilisation de béton injecté, ces deux paramètres sont, dans la pratique, soumis à des incertitudes relativement importantes. Les propriétés de déformation et l'épaisseur de la couche appliquée sont très difficiles à garantir dans une plage de tolérance et dépendent fortement du conducteur de l'engin et de la méthode d'application. [0013] Le brevet EP 0 557 269 Al décrit un système pour l'excavation de tunnels par cuvelage, qui permet d'obtenir une flexibilité planifiée par rapport à la pression de la roche grâce à l'utilisation de ressorts. [0014] Une méthode d'impression en 3D est décrite dans le brevet EP 3 147 269 Al, dans laquelle un ciment BCT est utilisé. 3 [0015] Description de l'invention [0016] L'objectif de la présente invention est de créer des dispositifs et procédés d'excavation de cavités sous terre, plus particulièrement de cavités avec des sections d'excavation d'au moins 5 m2, améliorés par rapport à l'état de la technique. [0017] Cet objectif est atteint avec un procédé d'excavation de cavités sous terre, plus parti- culièrement de cavités avec des sections d'excavation d'au moins 5 mètres carrés, avec [0018] - la réalisation d'au moins une couche déformable de manière planifiée dans l'état d'excavation lors de l'apparition de la pression de la roche, sur un côté interne d'une cavité souterraine, [0019] - la couche déformable étant réalisée au moyen d'une impression 3D. [0020] Cet objectif est, également, atteint avec un procédé pour l'excavation de cavités sous terre, plus particulièrement de cavités avec des sections de cavités d'au moins 5 mètres canés avec : [0021] - la réalisation d'au moins une couche déformable de manière planifiée dans l'état d'excavation lors de l'apparition de la pression de la roche, [0022] - la couche déformable étant réalisée au moyen d'une impression 3D et [0023] - la couche déformable étant réalisée avec une forme géométrique en fonction d'un côté interne d'une cavité souterraine ou d'un côté interne d'une couche déformable déjà appliquée auparavant. [0024] Cet objectif est, encore, atteint avec un dispositif d'excavation de cavités sous terre, ce dispositif est conçu pour exécuter au moins un des procédés mentionnés ci-dessus et est constitué par une unité d'impression 3D qui comprend un robot sur le bras duquel se trouve une tête d'impression avec laquelle un produit d'impression est appliqué sur une surface d'excavation qui constitue un côté interne d'une cavité souterraine. [0025] Un premier aspect de la présente invention concerne un procédé d'excavation de cavités sous terre, plus particulièrement de cavités avec des sections d'excavation d'au moins 5 mètres carrés, avec la fabrication d'au moins une couche déformable ou flexible de manière planifiée dans l'état d'excavation lors de l'apparition d'une pression de la roche, sur un côté interne d'une cavité souterraine, la couche déformable étant fabriquée par impression 3D. Une ou chacune des au moins une couche déformable présentant typiquement plusieurs couches de pression, c'est-à-dire que plusieurs couches de pression sont comprimées pour une couche déformable. [0026] Le diamètre le plus petit de la cavité est typiquement de 2 m, dans certains modes de réalisation d'au moins 3 m ou d'au moins 4 m. Le diamètre le plus petit est la distance la plus faible entre deux surfaces d'excavation opposées d'une section. Les tailles minimales typiques de cavités présentent une section de plus de 5 m2 ou typiquement de plus de 10 m2 ou typiquement de moins de 300 m2. Des modes de réalisation 4 typiques comprennent une couche déformable de manière planifiée. De telles couches déformables ou flexibles de manière planifiée sont connues dans l'état de la technique, afin d'absorber les déformations de la roche environnante et de réduire ainsi les contraintes. [0027] La capacité de déformation peut typiquement est définie comme une déformation plastique minimale, typiquement une déformation plastique d'au moins 10 % ou d'au moins 20 % ou d'au moins 30 % dans l'état excavé. Typiquement, la capacité de déformation de l'au moins une couche déformable est d'au moins 40 %, ou de 80 % maximum ou de 90 % maximum. La capacité de déformation indique typiquement la réduction de volume pouvant être atteinte avec une déformation plastique avant que la résistance de la couche ait atteint le double de la limite de compression, donc ait augmenté jusqu'à la transition entre une déformation élastique et la déformation plastique. [0028] L'au moins une couche déformable peut également être définie par le fait que l'au moins une couche déformable présente un module d'élasticité relativement faible pour le béton. L'au moins une couche déformable présente typiquement une résistance de 20 MPa maximum ou de 10 MPa maximum ou de 5 MPa maximum. L'au moins une couche déformable présente typiquement une résistance d'au moins 0,1 MPa ou d'au moins 0,2 MPa. [0029] Dans des modes de réalisation typiques de procédés de l'invention, une couche rigide est de plus réalisée radialement à l'intérieur de l'au moins une couche déformable. Typiquement, la couche rigide est également fabriquée par impression 3D. Un appareil peut ainsi être utilisé pour les deux types de couches, rigide et déformable. Dans d'autres modes de réalisation, des éléments préfabriqués ou du béton coulé sur place avec des éléments de coffrage sont utilisés pour la couche rigide. [0030] Typiquement, la couche déformable est réalisée avec des micro-pores. Les micro- pores typiques présentent une taille de 16 mm maximum ou de 8 mm maximum ou de 4 mm maximum. Typiquement, les micro-pores sont produits dans la couche déformable grâce à l'ajout d'un granulat poreux, d'un agent moussant ou d'une mousse dans un produit d'impression utilisé dans l'impression 3D pour la fabrication de la couche déformable. L'ajout au produit d'impression a lieu typiquement avant le processus d'impression et permet ainsi un travail efficace avec le procédé selon la présente invention. [0031] Dans des procédés typiques, la couche déformable est réalisée avec des macro-pores. Un dispositif de commande peut alors être utilisé afin de produire les macro-pores conformément à des directives. Les macro-pores peuvent également être formés en permettant des déformations plus particulièrement dans la direction circonférentielle de la couche déformable, afin de faciliter la flexion de la couche. [0032] Typiquement, les macro-pores sont réalisés dans la couche déformable en prévoyant, pendant l'impression 3D, des évidements dans des couches de compression sélectionnées. Cela permet une création simple et efficace des macro-pores. [0033] Typiquement, le produit d'impression utilisé pour l'impression 3D comprend du ciment ou une matière plastique. Selon les exigences concernant la couche, la résistance du produit d'impression peut être sélectionnée entre 0,2 et 5 MPa ou jusqu'à 20 MPa pour la couche déformable ou jusqu'à 55 MPa ou jusqu'à 35 MPa pour la couche non déformable. Le produit d'impression lui-même peut être déformable ou rigide, même les couches déformables pouvant être réalisées à partir d'un produit d'impression rigide au moyen de micro-pores ou de macro-pores. Le terme « rigide » désigne un état après le durcissement du produit d'impression. Le matériau de base du produit d'impression peut être du ciment ou une matière plastique. Les propriétés telles que la capacité de déformation et la résistance du produit d'impression peuvent être modifiées par des additifs. Des additifs possibles sont : des calcaires, des granulés à alvéoles ouvertes et fermées, par exemple de la mousse de verre, du polystyrène, de l'argile expansée, des mousses métalliques ou de matière plastique, des pores gazeux résultant soit de l'action d'agents moussants soit de l'ajout de mousse, de sable ainsi que de fibres de matière plastique, d'acier, de carbone et de verre. Typiquement, le produit d'impression comprend un liant, les liants typiques étant à base de ciment ou de matières plastiques. [0034] Typiquement, dans des procédés selon la présente invention, avant ou pendant l'application d'une couche déformable supplémentaire, le côté interne de la cavité ou le côté interne d'une couche déformable déjà appliquée est mesurée au moyen d'un scanner laser. La couche à appliquer peut ainsi être adaptée de manière précise aux conditions existantes. [0035] Dans des procédés typiques, l'épaisseur de la couche déformable supplémentaire est adaptée en fonction du côté interne mesuré de la couche déformable appliquée précédemment ou au côté interne de la cavité. Dans des procédés typiques, pendant l'application ou l'impression d'une couche, l'épaisseur de couche déjà imprimée de cette couche en cours d'impression est mesurée. L'épaisseur de la couche peut ainsi être réalisée de la manière la plus précise possible. Typiquement, lors de procédés selon la présente invention, un modèle d'impression pour la réalisation de cavités, la largeur d'un jet d'impression ou le mélange du produit d'impression sont adaptés en fonction de la mesure. [0036] Dans des procédés typiques, l'application de l'au moins une couche déformable ou de l'au moins une couche rigide a lieu en fonction de points de référence. Il est ainsi possible d'obtenir, de manière fiable un profil interne déterminé de la couche déformable. Les points de référence peuvent par exemple être disposés sur une section 6 déjà réalisée ou peuvent être des points qui sont contrôlés en continu afin de déterminer des décalages par rapport à un point fixe, qui peut se trouver à l'extérieur de la cavité ou de la section du tunnel. [0037] Typiquement, l'au moins une couche déformable présente une épaisseur d'au moins 5 mm, d'au moins 10 mm ou d'au moins 20 mm ou de 550 mm maximum ou de 800 mm maximum. Dans des procédés typiques, les micro-pores ou les macro-pores sont prévus en fonction d'une capacité de déformation prédéterminée. Ainsi, le réglage des micro-pores ou des macro-pores permet de régler un comportement de déformation macroscopique souhaité. [0038] Un aspect de la présente invention concerne un procédé pour l'excavation de cavités sous terre, plus particulièrement de cavités avec des sections d'excavation d'au moins 5 m2, avec la réalisation d'au moins une couche déformable de manière planifiée dans l'état d'excavation lors de l'apparition d'une pression de la roche, la couche déformable étant réalisée par impression 3D et la couche déformable étant réalisée sous une forme géométrique en fonction d'un côté interne d'une cavité souterraine ou d'un côté interne d'une couche déformable déjà appliquée précédemment. [0039] Typiquement, avant la réalisation d'une couche, plus particulièrement d'une couche déformable ou d'une pluralité de couches déformables imprimées les unes sur les autres, le côté interne de la cavité ou le côté interne de la couche déformable déjà appliquée précédemment est mesuré au moyen d'un scanner laser et le résultat de cette mesure est utilisé lors de la réalisation de la couche déformable suivante. Cela permet d'adapter l'épaisseur de manière optimale aux conditions existantes. [0040] La surface de l'excavation peut être scellée avant l'impression de la première couche déformable ou être laissée non scellée. Un scellement, également appelé premier scellement, peut permettre d'assurer la sécurité du travail. L'augmentation de la cohésion, obtenue grâce au scellement, permet, dans des modes de réalisation, de stabiliser la surface et de réduire le risque d'écroulement. Dans des modes de réalisation typiques, un treillis est injecté, qui peut présenter des avantages en tant que protection de la tête. [0041] Dans des modes de réalisation typiques, des couches rigides et compressibles sont combinées, par exemple de manière alternée. Typiquement, plusieurs couches déformables sont d'abord disposées ou imprimées sur la surface de l'excavation puis une couche rigide est appliquée sur le côté interne. [0042] Pour l'impression, une unité d'impression 3D est utilisée, qui comprend un système de pompage pour le pompage du produit d'impression et un robot sur lequel se trouve une tête d'impression qui permet d'appliquer le produit d'impression. [0043] Pour des géométries d'excavation quelconques, il est possible, avec des procédés typiques de l'invention, d'appliquer aussi bien des couches déformables avec une 7 extension prédéterminée et des propriétés de déformation définies que des couches relativement rigides ou des combinaisons de couches déformables et rigides sur la surface de l'excavation, qui peut être scellée ou non scellée. La première couche, typiquement une couche déformable, peut être appliquée aussi bien que des surfaces d'excavation scellées, par exemple une couche de béton injecté, que directement sur la roche non scellée. Les couches peuvent être constituées d'une ou plusieurs strates ou couches d'impression. Une strate désigne typiquement une couche d'impression. Des modes de réalisation typiques peuvent être utilisées dans une avance conventionnelle, séquentielle ou dans une avance mécanique continues, par exemple avec des tunneliers. [0044] Des procédés typiques de l'invention peuvent être exécutés avec des unités d'impression mobiles ou stationnaires. L'unité d'impression est constituée, dans des modes de réalisation typiques, entre autres, d'un système de pompage et d'un robot ou d'un robot industriel, les robots typiquement utilisés comprenant au moins 4, au moins 5 ou au moins 6 axes. Le robot comprend un bras avec une pluralité de degrés de liberté, par exemple au moins 5 ou 6, une tête d'impression étant disposé au niveau de cernier élément, avec lequel le produit d'impression est appliqué sur la surface de l'excavation. L'unité d'impression est typiquement montée sur une plate-forme. Dans des unités d'impression mobiles typiques, de modes de réalisation, la plate-forme est déplacée à l'aide d'un affût sur chenilles, de trains de roulements ou sur des rails. [0045] Dans des procédés typiques, les propriétés mécaniques comme la résistance et la capacité de déformation plastique d'une couche imprimée ne dépendent pas uniquement des propriétés du produit d'impression. Les propriétés mécaniques sont également déterminées, dans des procédés typiques, par la sélection du modèle de couches d'impression d'une couche. [0046] La porosité d'une couche d'impression avec des modèles est constituée typiquement, d'un part des micro-pores dans le produit d'impression lui-même, ainsi que des macropores du modèle de la couche d'impression. La variation de cette double porosité permet de réaliser des couches dans une très grande plage de capacité de déformation (par exemple de 0 % à 85 %) et de résistance (par exemple de 0,6 à 60 MPa). [0047] Avec des procédés typiques, la largeur ainsi que l'épaisseur de différentes couches d'impression peuvent varier dans un intervalle important. Cela permet la réalisation de surface lisses ou régulières pour le coffrage interne indépendamment du fait qu'il soit réalisé avec un béton coulé sur place ou constitué de segments de cuvelage. Cela est avantageux particulièrement pour les ouvrages de bifurcation ou de croisement avec des géométries de surfaces typiquement complexes, mais cela peut également comporter des avantages considérables dans le cas de tronçons droits. [0048] Avec des procédés typiques, des éléments déformables plats ou linéaires pré- 8 fabriqués, avec les propriétés décrites ici pour les couches déformables, peuvent être réalisés. Ces éléments préfabriqués peuvent être appliqués directement sur la surface de l'excavation ou être utilisés en combinaison avec des segments de cuvelage ou des arches d'acier. La préfabrication peut également avoir lieu à l'extérieur de la cavité souterraine, par exemple d'un tunnel. Brève description des figures [0049] Dans la suite, des modes de réalisation de la présente invention sont expliqués à l'aide des figures ci-jointes, qui montrent : [0050] [fig.1] de manière schématique, un dispositif avec lequel des procédés typiques de l'invention peuvent être exécutés ; [0051] [fig.21 de manière schématique, un détail du dispositif de la Fig. 1, plus précisément lors de l'exécution d'un procédé typique ; [0052] [fig.31 de manière schématique, un détail du dispositif de la Fig. 1, plus précisément lors de l'exécution d'un autre procédé typique ; [0053] [fig.41 à [Fig.81 de manière schématique des modèles qui peuvent être réalisés avec des procédés typiques de l'invention ; [0054] [fig.91 dans un diagramme de déroulement schématique, le déroulement, représenté de manière simplifiée, d'un procédé typique ; et [0055] [fig.10] de manière schématique, différentes situations de croisement de sections de tunnels. [0056] Description d'exemples de réalisation préférés [0057] Dans la suite, des exemples de réalisation typiques sont décrites, les mêmes repères étant globalement utilisés pour des pièces identiques ou similaires, en partie également pour plusieurs modes de réalisation différents. En principe, la demande n'est pas limitée aux différents modes de réalisation, son étendue étant plutôt déterminée par les revendications. Les pièces individuelles sont expliquées en partie uniquement en lien avec une figure, si ces pièces sont représentées dans d'autres figures, elles ne sont pas nécessairement décrites une nouvelle fois. [0058] La Fig. 1 représente, de manière schématique, un dispositif avec lequel des procédés typiques de l'invention peuvent être exécutés. Pour l'impression une unité d'impression 3D 12, telle qu'elle est représentée de manière schématique sur la Fig. 1, est utilisée. [0059] L'unité d'impression 12 comprend un système de pompage 9 pour le pompage du produit d'impression et un robot 5 sur le bras duquel se trouve une tête d'impression 7, avec laquelle le produit d'impression est appliqué. Le produit d'impression est convoyé, par l'intermédiaire d'une conduite non représentée, d'un mélangeur ou réservoir au système de pompage. 9 [0060] En outre, l'unité d'impression 12 comprend un scanner 8 qui est conçu comme un système de scanner en temps réel avec un scanner laser. En outre, l'unité d'impression comprend une plate-forme de base 6 construite sur un train de roulement 4, qui supporte le robot 5 et un ordinateur de commande 10 avec une interface utilisateur graphique et une interface sans fil pour la transmission de données. [0061] Avec la tête d'impression 7, le produit d'impression est appliqué sur une surface d'excavation 11 d'un tunnel principal 1, qui constitue un côté interne d'une cavité souterraine. Le produit d'impression peut, dans des modes de réalisation, être appliqué directement sur la surface de l'excavation 1, sur une surface d'une roche 3. [0062] Sur la Fig. 1, est en outre représentée une galerie transversale 2 du tunnel principal 1, une réalisation d'un coffrage interne avec l'unité d'impression 12 au niveau du croisement du tunnel principal 1 avec la galerie transversale 2 présentant des avantages particuliers car une adaptation flexible à différentes géométries est alors possible. [0063] La Fig. 2 représente, comment des couches d'impression 16, 17 et 18 d'épaisseur variable sont réalisées avec l'unité d'impression 12 de l'exemple de réalisation de la Fig. 1. La surface de l'excavation 11 présente un contour irrégulier. [0064] Par exemple, pour réaliser une coque interne régulière pour une section de tunnel ré- gulières, les irrégularités de la surface d'excavation peuvent être égalisées automatiquement avec des procédés selon l'invention ou des unités d'impression 3D typiques. Des modes de réalisation typiques de l'invention, par exemple des unités d'impression 3D typiques, comprennent une tête d'impression avec un contrôle d'épaisseur. Le contrôle de l'épaisseur comprend, par exemple, un clapet ou un diaphragme sur la tête d'impression de l'unité d'impression 3D. Le contrôle de l'épaisseur est conçu pour influer sur une épaisseur de la couche imprimée. Des modes de réalisation typiques d'unités d'impression 3D comprennent un contrôle du débit ou un contrôle de la vitesse. Le contrôle du débit, le contrôle de l'épaisseur ou le contrôle de la vitesse sont utilisés individuellement ou conjointement dans des procédés typiques de l'invention afin d'adapter la quantité de matériau d'impression appliqué ou l'épaisseur d'une couche d'impression. [0065] Les couches d'impression 16, 17 et 18 de la Fig. 2 sont des strates d'une couche dé- formable avec une résistance dans cet exemple de 1,5 MPa et une capacité de déformation de 50 %. L'adaptation de l'épaisseur des couches d'impression 16, 17 et 18 permet de faire en sorte que la couche qui en résulte compense presque entièrement les irrégularités de la surface de l'excavation. L'application d'une autre couche avec des épaisseurs variables des différentes couches d'impression de cette autre couche permet d'obtenir une uniformisation supplémentaire. [0066] Sur la Fig. 3, est représenté un autre exemple de réalisation de la structure interne d'un tunnel en plusieurs couches, qui peut être effectué avec des procédés et dispositifs typiques de l'invention. Sur une surface d'excavation 11 ont été appliquées, dans cet exemple, contrairement à l'exemple de la Fig. 2, d'abord plusieurs couches non déformables 16 à 19, prévues pour l'égalisation. Les couches 16 à 19 présentent une résistance de 30 MPa et ne présentent, au moins globalement, aucune capacité de déformation et servent à compenser les irrégularités de la surface de l'excavation 11. [0067] Les couches 16 à 19 de l'exemple de réalisation de la Fig. 3 présentent au moins glo- balement la même épaisseur, cependant, comme cela est représenté de manière schématique sur la Fig. 3, toutes les couches ne sont pas appliquées partout, afin d'obtenir une égalisation en hauteur. Cela permet, mais pas forcément, de travailler avec une tête d'impression qui ne comprend aucun contrôle d'épaisseur mécanique sur la tête d'impression. [0068] Sur la dernière couche 19, ont déjà été appliquées quatre couches hautement dé- formables 21 à 24, qui présentent une résistance de seulement 1,5 MPa et une capacité de déformation de 70 %. La grande capacité de déformation est obtenue grâce à des macro-pores et des micro-pores dans les couches hautement déformables 21 à 24. [0069] Des exemples de réalisation typiques comprennent des combinaisons de couches dé- formables avec différentes propriétés. Par exemple, des couches d'égalisation externes peuvent présenter une capacité de déformation plus faible ou plus élevée que des couches situées plus à l'intérieur. [0070] En tant que couche de finition, une couche rigide 25 est appliquée sur la couche hautement déformable 24 la plus à l'intérieur. La couche rigide 25 présente une résistance de 30 MPa et une capacité de déformation inférieure à 5 % ou est globalement indéformable. [0071] Sur la Fig. 4 est représenté à quoi peut ressembler le modèle d'impression d'une partie d'une couche d'impression appliquée dans des procédés typiques. La couche d'impression de la Figure 4 est réalisée avec un motif d'impression parallèle relativement simple de plusieurs bandes d'impression 32. Les bandes d'impression 32 sont imprimées parallèlement en une seule passe avec une unité d'impression typique, un virage 33 étant effectué à la fin d'une droite. Peu ou pas de macro-pores apparaissent dans la couche, comprend plusieurs couches d'impression selon la Fig. 4, plus particulièrement les macro-pores peuvent être évitées par le décalage des différentes bandes superposées d'une demi-largeur de bande. Le modèle de la Fig. 4 convient plus particulièrement à des couches rigides mais également à des couches déformables avec une faible capacité de déformation. [0072] Sur la Fig. 5 est représenté un autre modèle d'impression, qui peut être réalisé avec des procédés typiques. Le modèle d'impression de la Fig. 5 comprend différentes bandes d'impression 32 qui s'étendent faiblement en zigzag, de façon à produire des petits espaces intermédiaires 36, qui forment, dans la couche finie, avec plusieurs 11 couches d'impression selon le modèle d'impression de la Fig. 5, des macro-pores. [0073] Sur la Fig. 6, est représenté un modèle d'impression avec des bandes d'impression 32 s'étendant fortement en zigzag, de façon à obtenir de grands espaces intermédiaires 37. En outre, les couches d'impression superposées sont imprimées avec un modèle non décalé et identique (empilement simple), la bande d'impression 38 de la couche d'impression suivante se trouve donc exactement au-dessus de la bande d'impression 32 de la première couche d'impression. Les deux couches d'impression sont représentées uniquement en coupe schématique comme sur toutes les Figs. 4 à 8. [0074] Sur la Fig. 7 est représenté un modèle d'impression qui utilise des bandes d'impression 32 et 38 similaires ou identiques au modèle d'impression de la Fig. 6, cependant les couches d'impression 32 et 38 sont disposées de manière décalée (empilement décalé). On obtient des espaces intermédiaires très grands, qui permettent d'obtenir une capacité de déformation importante. [0075] Sur la Fig. 8, est représenté un modèle d'impression qui utilise des bandes d'impression 32 et 38 similaires ou identiques aux modèles d'impression des Figs. 6 et 7, mais les couches d'impression 32 et 38, sont disposées de manière tournée de 900 (empilement décalé et croisé). Cela permet d'obtenir de grands espaces intermédiaires qui garantissent une grande capacité de déformation, une résistance relativement élevée étant cependant également obtenue. [0076] Un procédé typique de l'invention est représenté de manière schématique sur la Fig. 9. Le procédé peut être utilisé afin de réaliser une pluralité de couches, plus particulièrement plusieurs couches déformables, et éventuellement au moins une couche rigide. Dans le procédé, d'autres caractéristiques typiques décrites ici peuvent être utilisées. [0077] En plus des modèles d'impression des Figs 4 à 8, réalisables en impression 3D, de nombreux autres modèles d'impression peuvent être utilisés. Plus particulièrement, les modèles d'impression peuvent être réalisés avec un produit d'impression comprenant des micro-pores. Par exemple, le modèle d'impression de la Fig. 8 peut être combiné avec des micro-pores afin d'augmenter encore la capacité de déformation tout en conservant une résistance acceptable. [0078] Tout d'abord, dans un bloc 110, est réalisé un positionnement de l'unité d'impression au moyen d'une mesure conventionnelle ou par détection de position à l'aide de points de référence installés auparavant. Dans un bloc 120, un système de scanner en temps réel mesure la géométrie de la surface de l'excavation ou des couches déformables ou rigides déjà appliquées auparavant par impression. Le système de scanner en temps réel peut être réalisé avec un scanner laser central ou avec un système constitué de différents modules de scannage. [0079] Dans un bloc 130, ont lieu une mesure de l'état réel et une planification de 12 l'excavation suivante, typiquement de la couche déformable ou rigide suivante à appliquer, un modèle virtuel tridimensionnel de la géométrie de l'excavation étant créé avec les données du scanner. Dans ce modèle, est intégrée l'excavation souhaitée du tunnel, c'est-à-dire la couche déformable et les couches rigides suivantes. La disposition, les dimensions et les propriétés des différentes couches d'impression pour la couche suivante à créer sont également définies. [0080] Après une vérification de l'excavation planifiée par u utilisateur dans le bloc 140, le programme d'impression est cré selon les directives provenant du bloc 130 et le produit d'impression est préparé. Dans un bloc 150, les différentes couches sont appliquées sur la surface de l'excavation. La tête d'impression applique soit un mortier à base de ciment ou de matière plastique par bandes en strates sur la surface. Il est également possible d'effectuer une application d'un mortier à durcissement rapide en haut. [0081] Le modèle tridimensionnel est actualisé dans un bloc 160 avec les données de scanner relevées et comparé avec le modèle de consigne de l'excavation dans le bloc 170. [0082] S'il est constaté, dans un bloc 170, qui la couche est déjà finie, le procédé passe au bloc 180, dans lequel il est vérifié si une couche doit encore être imprimée. Si c'est le cas, le procédé passe au bloc 130 dans lequel la couche suivante, une couche déformable ou une couche rigide, est planifiée. [0083] En revanche, s'il est constaté, dans le bloc 170, que la couche actuellement réalisée n'est pas encore finie, le procédé revient au bloc 150 de façon à continuer l'impression avec le modèle actualisé. Dans des modes de réalisation typiques, une couche d'impression en cours d'impression dans le bloc 150 est immédiatement relevée à l'étape 160, représentée dans le modèle et influe donc sur l'impression de la couche d'impression suivante de la couche déformable ou rigide en cours d'impression. [0084] S'il est constaté, dans le bloc 180, que toutes les couches sont imprimées, le procédé est terminé au bloc 190. [0085] Sur la Fig. 10, sont représentés, à des fins d'explication, des situations de croisement d'un tunnel principal 1 avec une galerie transversale 2 en vue en coupe schématique par en haut. L'illustration de gauche représente un ouvrage de bifurcation, avec lequel la galerie transversale 2 bifurque de la galerie principale 1. Das l'illustration de droite de la Fig. 10, est représentée une niche avec un embout 50 pour de futures extensions. Plus particulièrement, dans des sections de tunnels non circulaires, on obtient, dans ces zones de croisement, des géométries complexes, qui doivent être prises en compte lors de l'excavation de tunnels. Les procédés et dispositifs selon la présente invention permettent de réaliser de manière flexible des segments adaptés à de telles géométries. [0086] La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ici. 13 L'étendue de la présente invention est définie par les revendications. 14 [Revendication 11 [Revendication 21 [Revendication 31 [Revendication 41 [Revendication 51 [Revendication 61 [Revendication 71 [Revendication 81 [Revendication 91 REVENDICATIONSProcédé d'excavation de cavités (1, 2) sous terre, plus particulièrement de cavités (1, 2) avec des sections d'excavation d'au moins 5 mètres carrés, avec - la réalisation d'au moins une couche déformable de manière planifiée (16 - 16, 21 - 24) dans l'état d'excavation lors de l'apparition de la pression de la roche, sur un côté interne (11) d'une cavité souterraine (1, 2), - la couche déformable étant réalisée au moyen d'une impression 3D. Procédé selon la revendication 1, une couche rigide (25) étant en outre réalisée radialement à l'intérieur de 1' au moins une couche déformable (16- 19, 21 - 24). Procédé selon l'une des revendications précédentes, la couche déformable (16 - 19, 21 - 24) étant réalisée avec des micro-pores. Procédé selon la revendication 3, les micro-pores étant produits dans la couche déformable (16 - 19, 21 - 24) par l'ajout d'un granulé poreux, d'un agent moussant et/ou d'une mousse dans un produit d'impression qui est utilisé lors de l'impression 3D pour la réalisation de la couche déformable (16 - 19, 21 - 24). Procédé selon l'une des revendications précédentes, la couche déformable (16 - 19, 21 - 24) étant réalisée avec des macro-pores. Procédé selon la revendication 5, les macro-pores étant réalisées dans la couche déformable, en prévoyant, pendant l'impression 3D, des évidements (36) dans des couches d'impression sélectionnées. Procédé selon l'une des revendications précédentes, le produit d'impression utilisé pour l'impression 3D comprenant du ciment et/ou une matière plastique. Procédé selon l'une des revendications précédentes, le côté interne d'une couche déformable (16 - 19, 21 - 23) déjà appliquée auparavant étant mesuré au moyen d'un scanner laser (8) avant et/ou pendant l'application d'une autre couche déformable (17 - 19, 21 - 24). Procédé selon la revendication 8, l'épaisseur de l'autre couche déformable (17 - 19, 21 - 24) étant adaptée en fonction du côté interne mesuré de la couche déformable (16 - 19, 21 - 23) déjà appliquée auparavant, ceci en adaptant un modèle d'impression pour la réalisation de cavités, la largeur d'un jet d'impression ou le mélange du produit d'impression. 15 [Revendication 101 Procédé selon l'une des revendications précédentes, l'au moins une couche déformable (16 - 19, 21 - 24) présentant une épaisseur d'au moins 5 mm et/ou de 800 mm maximum. [Revendication 111 Procédé selon l'une des revendications précédentes, l'au moins une couche déformable présentant une résistance d'au moins 0,1 MPa et/ou de 60 MPa maximum. [Revendication 121 Procédé selon l'une des revendications précédentes, l'au moins une couche déformable (16 - 19, 21 - 24) présentant une capacité de déformation d'au moins 20 % et/ou de 80 % maximum. [Revendication 131 Procédé selon l'une des revendications précédentes, l'au moins une couche déformable (16 - 19, 21 - 24) et/ou bau moins une couche rigide (25) étant réalisée en fonction de points de référence. [Revendication 141 Procédé pour l'excavation de cavités (1, 2) sous terre, plus particu- lièrement de cavités (1, 2) avec des sections de cavités d'au moins 5 mètres canés avec - la réalisation d'au moins une couche déformable de manière planifiée (16 - 19, 21 - 24) dans l'état d'excavation lors de l'apparition de la pression de la roche, - la couche déformable (16 - 19, 21 - 24) étant réalisée au moyen d'une impression 3D et - la couche déformable (16 - 19, 21 - 24) étant réalisée avec une forme géométrique en fonction d'un côté interne (11) d'une cavité souterraine (1, 2) ou d'un côté interne d'une couche déformable (16 - 19, 21 - 23) déjà appliquée auparavant. [Revendication 151 Procédé selon la revendication 14, le côté interne (11) de la cavité (1, 2) ou le côté interne de la couche déformable (16 - 19, 21 - 23) déjà appliquée auparavant étant mesurée au moyen d'un scanner laser avant la réalisation de la couche déformable (16 - 19, 21 - 24) et le résultat de cette mesure étant utilisé pour la réalisation de la couche déformable (17 -19, 21 - 24). [Revendication 161 Dispositif d'excavation de cavités (1, 2) sous terre, ce dispositif est conçu pour exécuter au moins un des procédés des revendications 1 à 15 et est constitué par une unité d'impression 3D (12) qui comprend un robot (5) sur le bras duquel se trouve une tête d'impression (7) avec laquelle un produit d'impression est appliqué sur une surface d'excavation (11) qui constitue un côté interne d'une cavité souterraine