Cette thèse de doctorat se concentre sur la recherche d'une technologie à double usage qui couple les rôles de support structurel et d'approvisionnement énergétique, pour une application aux tunnels énergétiques, avec un intérêt particulier pour les performances thermiques et structurelles. Pour relever ces défis, cette recherche est axée sur l'étude expérimentale et numérique des revêtements de tunnels énergétiques sur des échelles de temps typiques des applications pratiques, et sur la formulation d'un schéma procédural complet à utiliser en pratique dans la conception. L'objectif de cette thèse est d'identifier, de quantifier et d'analyser les principaux aspects impliqués dans la conception, la construction et la performance des tunnels énergétiques par rapport aux tunnels traditionnels. Après l'introduction des avancées les plus récentes, principalement basées sur des contributions liées aux aspects technologiques et aux performances thermiques, avec de nombreuses explorations numériques et quelques rares études expérimentales, ce travail examine les principes de base de la conception des revêtements de tunnels et leur extension aux revêtements de tunnel énergétiques