4. Comparaison avec la résistance du matériau

L'objectif de cette partie est de s'assurer de la résistance du barrage. Cette étude repose sur la comparaison des contraintes de deux simulations avec la résistance du matériau du barrage fournie par l'exploitant.

La comparaison se décompose en différentes études :

Résistance du matériau du barrage fournie par l'exploitant

Simulation 5 : Côte des eaux du barrage normale

Simulation 6 : Barrage submergé, ligne d'eau situé à un mètre au dessus de la crête

 

Résistance du matériau du barrage fournie par l'exploitant

Le matériau utilisé par le constructeur est du béton. Le béton est un matériau qui résiste bien aux compressions mais en général rompt en traction. Ce dernier a été testé en laboratoire, et ses caractéristiques sont les suivantes :


Source : Données EDF

Nous avons comparé les contraintes calculées dans les simulation 5 et 6 avec ces resistances limites du béton. Tant que les contraintes simulées sont inférieures à ces limites, il n'y aura pas rupture.

Les contraintes de Von Mises permettent de représenter la sollicitation des différentes parties du barrage car elles sont fonctions des contraintes normales. Elles permettent une représentation des trois contraintes normales sur la même surface. La notion de direction, de sens des contraintes et donc de compression et de traction est dès lors perdue. Nous ne pouvons donc pas les comparer avec les données fournies par le constructeur. Afin de pouvoir effectuer une comparaison, il faut utiliser les contraintes normales.

Nous allons donc comparer le maximum de chacune des trois contraintes normales avec les résistances limites.



Simulation 5 : Côte des eaux du barrage normale

Les conditions de réalisation de la simulation sont identiques à la celles de la simulation 5 décrite dans la partie modélisation du barrage.


Source : Image issue de COMSOL


Source : Simulation COMSOL


Source : Données EDF


Nous constatons bien que les contraintes dans le barrage sont inférieures à la limite de résistance du béton utilisé. En situation normale (simulation 5), il existe un facteur 10 entre le compression/ traction simulés et les résistances fournies par le constructeur.
Comme on aurait pu s'y attendre, il n'y a pas de rupture lorsque la côte de l'eau du lac du barrage est normale.

Simulation 6 : Barrage submergé, ligne d'eau situé à un mètre au dessus de la crête

Nous avons réalisé un simulation proche de la simulation 5. La seule condition qui diffère est la hauteur d'eau dans le barrage, qui est de 26 mètres, soit un mètre au dessus du barrage. Nous nous plaçons donc dans le cas d'une submersion du barrage. La hauteur d'eau étant différente, les forces hydrostatiques qui s'appliquent au barrage sont supérieures et s'appliquent sur tout le barrage (la crête étant sous l'eau, les deux mètres qui jusqu'à présent ne subissait pas de pression, sont soumis aux forces hydrostatiques).


Source : Image issue de COMSOL

Les contraintes de Von Mises dans la structure sont réparties de la même manière que lors de la simulation 5. Cependant, les forces exercées sur le barrage étant plus importantes, il est logique de constater que les contraintes dans cette simulation sont plus importante que dans la précédente.


Source : Simulation COMSOL


Source : Données EDF


Nous constatons que les contraintes dans le barrage sont inférieures à la limite de résistance du béton utilisé. Il existe un facteur 5 entre le compression/ traction simulés et les résistances fournies par le constructeur.
Le résultat est important. Les contraintes dans le barrage dans ce cas de submersion, sont encore inférieures aux résistances limites. On en déduit que le béton du barrage résistera, même lors de cas de crues non évacuées par le barrage, ceci a par ailleurs extrêment peu de chance de se produire. En effet, d'après les données et les échanges que nous avons eu avec EDF, lorsqu'une crue de fréquence millénale doit être évacuée par le barrage, les trois vannes de crue sont complètement ouvertes. Et le niveau d'eau atteint est alors égal à la côte 664 mNGF, soit environ 2m en dessous de la cote de couronnement. Le barrage s'efface donc en cas de crue millénale conformément à la législation.
Les probabilités de rupture du barrage liées à sa structure et aux seuls forces hydrostatiques sont donc quasiment nulles.

 

Validation du modèle                                                                         Veillissement du barrage

 


 

 

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