Etude des risques de rupture des barrages

  • Contexte :

Le barrage de Viam (aussi appelé Monceaux la Virole) est situé sur La Vézère à environs 100 kilomètres de Brive. En cas de rupture, il mettrait en danger les communes de la vallée de la Vézère, mais aussi, d'après le Dossier Départemental des Risques Majeurs établi en 1995, la ville de Brive. Nous avons donc décidé de porter notre étude sur ce barrage, afin d'évaluer le danger qu'il représente pour Brive et ses alentours.

Carte de la région

 

  • Les objectifs

L'objectif est d'évaluer, à l'aide d'outils de modélisation, le danger que peut présenter le barrage du Viam. Pour cela, l'étude sera décomposée en deux parties distinctes :

– l'étude des causes de rupture. Nous allons nous intéresser principalement dans cette partie à la mécaniques des structures. A l'aide du logiciel COMSOL, nous allons simuler les contraintes subies par le béton du barrage,ainsi que les déformations de ce dernier. Nous essayerons de diagnostiquer les possibles lieux de rupture, et sous quelles conditions.

– L'étude des conséquences de la rupture. A l'aide du logiciel TELEMAC, nous allons simuler la rupture du barrage. L'objectif est alors d'évaluer la hauteur d'eau du front qui se déplace, ainsi que sa vitesse, pour évaluer les conséquences de la rupture sur la commune de Brive.

 

 

Barrage de Monceaux la Virole (source : lacorreze.com)

 

  • Cahier des charges

- Réalisation de l'état des lieux. Nous devons, pour la réalisation de l'étude, récolter un certain nombre de données : volume du réservoir, hauteur du barrage, géométrie, distance entre Brive et le barrage, topologie, altitude du barrage et de Brive. Pour obtenir un maximum d'informations, nous allons essayer de contacter EDF, l'exploitant du barrage.

- Evaluation du risque de rupture, grâce au logiciel COMSOL. Nous allons simuler, grâce à ce logiciel, les contraintes et les déplacements subis par le barrage. Dans un premier temps, nous allons faire des simulations en deux dimensions, sur différents plans du barrage, à différentes côtes.

- Evaluation des conséquences d'une rupture du barrage sur la ville de Brive. A l'aide du logiciel TELEMAC, nous allons modéliser la rupture du barrage. Dans un premier temps, le lit de la Vézère sera modélisé par un canal rectiligne reliant directement le barrage à Brive. Ce scénario a l'avantage d'être simple à réaliser et nous permettra d'avoir une idée des pires conséquences qu'aurait pu subir Brive si la topographie de la région rendait la vallée semblable à un canal. En réalité, ce n'est pas le cas. Les méandres de la Vézère, obstacles à l'écoulement, entrainent des pertes d'énergies qui ne seront pas prises en compte lors de cette simulation.

Schéma du modèle

 

 

 

  • Etudes complémentaires possibles

Ces études sont des pistes possibles à suivre, en fonction du temps qu'il nous restera, un fois que le cahier des charges sera rempli.

- Si la rupture simulée entraine d'importantes conséquences, nous essayerons de lancer une nouvelle simulation avec TELEMAC en prenant en compte la géométrie de la Vézère.

- On pourra étudier le cas d'une rupture lors d'une crue millénale.

- On pourra prendre en compte la présence d' un barrage à l' aval dans la simulation.

- La modélisation sous COMSOL pourra être affinée, par exemple grâce à une modélisation en trois dimensions.