Etude de l’influence des sous-pressions par fissuration hydraulique dans un barrage-poids en béton compacté au rouleau (BCR)

Abstract

La stabilité d'un barrage en béton est d'une importance cruciale pour la sécurité des populations vivant en aval du barrage, elle est un aspect complexe de l'ingénierie hydraulique, et elle nécessite une planification, une conception, une construction et une surveillance. Cela a fait l'objet de nombreuses études visant à améliorer les méthodes de calcul de stabilité et à évaluer les propriétés mécaniques et hydromécaniques des ouvrages pour garantir que les barrages en béton restent fonctionnels tout au long de leur période d'utilisation. Ces recherches ont conduit au développement des modèles numériques par différentes méthodes à savoir déterministes, probabilistes, différences finies et éléments finis. Le travail de thèse va dans cette direction et vise à analyser le comportement hydromécanique du barrage et explore une amélioration des méthodes de simulation numérique de calcul d’endommagement et éventuelle propagation des fissures suites aux pressions hydrostatiques du réservoir d’eau à l’amont, les sous-pressions exercées par la fondation, les pressions interstitielles à l’intérieur des pores du béton ainsi la poussée hydrodynamique due aux forces de séismes. L’approche proposée est basée sur le modèle champ de phase, cette méthode est souvent utilisée pour analyser les fissures dans des matériaux de manière détaillée, en prenant en compte les propriétés mécaniques du matériau, les contraintes appliquées et l'évolution des fissures au fil du temps. Le modèle calcule l'énergie de déformation associée à la présence de la fissure et aux déformations locales. Cela comprend l'énergie élastique stockée dans le matériau et l'énergie de rupture associée à la propagation de la fissure. L'application du modèle de champ de phase à la propagation de fissures dans le béton est un domaine de recherche avancé qui permet de mieux comprendre et de prédire le comportement des fissures dans les structures en béton. Elle est particulièrement utile pour la conception et l'entretien des infrastructures afin de garantir leur sécurité et leur durabilité. Les résultats montrent que les paramètres du béton (module d’élasticité, énergie de rupture…etc.) influent directement sur la propagation des fissures, elles sont liées à la rigidité de la structure, et définissent la résistance de la structure à la fissure, comme elles peuvent accélérer ou retarder la propagation des fissures. D’autre part, évaluation de l’état initial des déformations et fissures jouent est crucial. Le modèle proposé s’avère être un outil vigoureux d'analyse des déformations et déplacements qui caractérisent le comportement d’un barrage et lui permet de servir d'outil prioritaire lors des études de conception, travaux d'exploitation et de maintenance des barrages-poids en béton.