Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

.' emc Année Master Hydra ulique : Option : Ouvrages Hyd ra uliques 2019-2020 M

.' emc Année Master Hydra ulique : Option : Ouvrages Hyd ra uliques 2019-2020 MODULE : AUSCULTATION ET SURVEILLANCE DES BARRAGES Chapitre I : Mécanisme de vieillissement des barrages 1&-J \ e · ! iL Introduction : ], Y' _, C\._;) / J-- " Le terme vieillissement désigne toute dégradation du remblai ou des ouvrages annexes en fonclftrtdu climat, des conditions d'exploitation, d'événements partiçuli.r ou d'un défaut introduit dès le stade de la conception, de la construction'tJ l'expfc)iÎatiôn1 et qui tend à diminuer l'aptitude de l'ouvrage à bien remplir sa fonction ou sa sécurité. En effet, les processus de vieillissement peuvent à la longue altérer les fonctions essentielles que sont la stabilité et l'étanchéité, mais également influer sur les conditions d'exploitation. Les causes possibles de ce vieillissement sont multiples, physiques, chimiques ou biologiques. Il importe d'identifier au plus tôt ces processus de vieillissement et de diagnostiquer leur niveau de gravité et de nocivité. Le mécanisme de vieillissement est assimilable à un ensemble de processus dynamiques tels que le colmatage, l'érosion interne, le glissement qui sont plus ou moins dépendants et agissent sur la performance et la sécurité des barrages. Toutefois, à l'heure actuelle, la cinétique des phénomènes affectant les barrages est encore, d'une manière générale, mal connue. Ceci pose un problème conséquent pour la prédiction du comportement du barrage, et en particulier de sa sécurité, à différents pas de temps. Elle revêt un caractère essentiel, la rupture de ces ouvrages étant susceptible d'entraîner des conséquences économiques et humaines dramatiques. Le contrôle de la sécurité consiste à détecter et à maîtriser les mécanismes de dégradation pouvant entraîner la rupture de l'ouvrage si aucune action n'est entreprise (maintenance, confortement, vidange d'urgence ....etc). A l'heure actuelle, la sécurité des barrages est évaluée au travers d'expertises menées sur les ouvrages par des experts. Celles-ci ont pour but d'analyser le comportement du barrage et de proposer des actions correctives visant à maintenir les barrages en état, c'est-à dire à limiter les mécanismes de dégradation et à éviter les ruptures. En effet, tout au long de sa vie, le barrage peut subir de multiples désordres susceptibles de le fragiliser : défauts de conception, érosion interne des sols, colmatage des filtres et drains, fissuration des bétons, séisme, crue exceptionnelle, etc..... . Un expert qui a étudié de manière approfondie de nombreux cas, est capable d'analyser un ensemble de données provenant de modèles mécaniques , données d'auscultation, observations visuelles , données de conception ou de réalisation, de comprendre le comportement d'un nouvel ouvrage et d'établir un diagnostic grâce à ses connaissances heuristiques. I- Exem ple du barrage en remblai : Les barrages en remblai comptent parmi les ouvrages les plus a nciens. On retrouve des traces d'ouvrages vieux de plus de 2 000 '!fil notamment en Asie. Actuellement, ce type d'ouvrage représente un important pourcentage .des barrages ç_QUstruits dans le monde. Son évolution a fortement été dépendante de l'expérience acquise, du perfectionnement des moyens de mise en œuvre des matériaux, ainsi que du développement de la mécanique des sols et des moyens d'analyse. · Les barrages en remblai sont des ouvrages souples, construits le plus souvent ..sur des s ols. .F mJ eubles, mais qui peuvent l'être également sur des fondations r ocheuses (Degoutte, 1997). M me Megucllati S 1 2cmc Année Master Hyd ra ulique : Option : Ouvrages Hyd rauliq ues 2019-2020 MODULE : AUSCULTATION ET SURVEILLANCE DES BARRAGES La stabilité propre du barrage est assurée par le poids du massif en terre. En général, ces barrages présentent des répartitions de charge qui les rendent compatibles avec les supports médiocres. Par ailleurs, leur souplesse permet une adaptation aux déformations et tassements des supports. Par contre, les volumes à mettre en œuvre deviennent rapidement très importants (Feil et al; 1992). On distingue trois grands types de barrages en remblai : , , - Typel : Les barrages homogènes en terre, constitués de matériaux étanches, b "_, - Type2 : Les barrages à zones avec massif amont ou noyau central assurant l'étanchéité, - Type3 : Les barrages en matériaux perméables munis d'un dispositif d'étanchéité artificielle (CFGB, 1997). -\ I-1- Principales causes des ru ilpturre-s des barrages en remblai \"_ j .... e - tJa .-,,,..._ La rupture d'un barrage en remblai peut être causée par l'érosion interne des sols fins constituant le n oyau, par l'érosion des sols sous la fondation ou sous les appuiS., par des problèmes de stabilité résultant de trop fortes pressions interstitielks, d'écoulement avec des gardiens trop élevés ou critiques. Une des causes moins commune de rupture est l'augmentation importante des pressions interstitielles pendant un tremblement de terre, ce qui peut provoquer une liquéfaction des sols de fondation au même des sols composant le corps des barrages en remblai. La présence de failles tectoniques actives dans la région où est situé le barrage peut être une source de déformations trop impo1iantes du barrage et de sa fondation et peut, par conséquent, provoquer une instabilité de la structure (CFGB, 2004). I-2- Statistiques des accidents et mode de rupture des barrages en rem blai : Y i La sécurité d'un barrage en terre ne dépend que fort peu de la résistance au _glissement_. La statistique de Middle brooks a établit, sur 200 barrages en terre ayant subis des désordres assez graves pour entraîner leur mise hors service, que 15% des cas seulement correspondaient à une instabilité de talus,. c'est-à-dire relevaient d'un coefficient de sécurité aux glissements insuffisant. Les autres cas, représentant la quasi-totalité des accidents, ne se calculent pas : - Déversement (submersion) 30%. - Infiltration et renard (érosion interne) 25%. - Conduites sous remblai : 13% - Revêtements et vagues : 5% - Divers : 7% - Inconnu : 5% / I-1- Mécanismes de vieilli[s:i:ent des fondations : Tout d'abord, il faut souligner que les fondations constituent un élément essentiel, car elles servent d'assises aux ouvrages. Elles doivent, d'une part, être capables de reprendre les forces transmises par le barrage et d'autre part, servir de barrière à l'eau sur les flancs et ea p rofondeur (Schleiss et Pougatsch,) O 1J ). Toutes les charges appliquées à un barrage, y compris le poids propre de celui-ci sont transmises à la fondation. Le mécanisme de ce transfe1i, de même que la répartition des efforts, varient selon la forme et la raideur du barrage ainsi que selon, la résistance mécanique et la déformabilité des matériaux de fondation. Celles-ci peuvent être influencées par la présence des écoulements souterrains provenant de la retenue, ou par l'introduction de phénomènes dynamiq ues liés aux séismes (Djemili, 2006). M 111c Meguellati S 2 2•m• An née Master Hyd raulique : Option : Ouvrages Hydrauliques 2019-2020 MODULE :AUSCULTATION ET SURVEILLANCE DES,l!J\GES 'V/' QI/ ))_, Les caractéristiques des fondations dépendent des qualités physico- mécaniques d'appui, de la stratigraphie du terrain, de la présence éventuelle de fractures, d'inclusion d'argile entre les couches de la roche. La sécurité de l'ouvrage est essentiellement fonction des bonnes caractéristiques des fondations. C'est une vérité de dire qu'un barrage ne peut être plus résistant que sa fondation. Pour cette raison, l'utilisation de critères de projet et de méthodes de calcul très élaborés et très détaillés pour analyser le comportement du barrage proprement dit n'est justifiée que dans le cas ou la fondation est introduite dans les calculs comme une partie intégrante de la structure ou comme une extension de l'ouvrage (Djemili, 2006). I-1-1- Dé radation de la fondation : Le mécanisme d égradation de la fondation (fondation meuble) résulte de la modification des caractéristiques des matériaux meubles, telles que la diminution des paramètres de résistance ou l'augmentation de la perméabilité. Il est susceptible d'entraîner, d'une part la perte de résistance au cisaillement. de la fondation et d'autre part des processus d'érosion interne de la fondation. 'f La dégradation des matériaux peut résulter de différents processus physiques ou chimiques : hydratation, dispersion, gonflement, dissolution qui sont tous liés à l'infiltration d'eau dans la fondation (Peyras, 2002). 1-1-2- Dissolution et érosion : Le mécanisme de dissolution et érosion des fondations d'un barrage met en jeu, à l'origine, des réactions chimiques entre les composants de la fondation et les eaux d'infiltration. Ces attaques chimiques se traduisent par la dissolution de la masse rocheuse elle-même, des matériaux de remplissage des discontinuités et des joints ou des rideaux d'injection et des coulis de traitement de sol. Ensuite, la circulation d'eau au sein de la fondation conduit au transport des particules dissoutes qui peut provoquer l'érosion des matériaux et leur entraînement vers (Peyras, 2001). Le processus de dissolution peut être détecté et suivi par J::analyse de l'évolution de la teneur en sels dissous dans les eaux de fuite et par la comparaison avec les concentrations naturelles des eaux de la retenue. La mise en place de dispositif de décantation à l'exutoire des réseaux de drainage permet de détecter la présence de particules solides entraînées et de rendre compte du processus d'érosion. Enfin, le mécanisme de dissolution et érosion des fondatiüns se manifeste par une augmentation des débits de fuites et de la piézométri (Peyras, 2002). 1-1-3- Dégradation uploads/Ingenierie_Lourd/ auscultation.pdf