Soutenance mémoire
Différentes étapes de la construction du barrage
Afin d’assurer la stabilité d’un barrage en terre, les exigences fondamentales suivantes doivent être assurées:
Il ne doit pas être submergé par une crue, les infiltrations ne doivent pas provoquer d’érosion interne, les talus doivent avoir une pente telle qu’ils ne glissent pas.
Les barrages en terre sont construits avec des matériaux naturels collectés à proximité du barrage (terre argileuse, roche, pierre, sable). Toute la végétation et le sol organique doivent être retirés de la zone d’assise du barrage sur une épaisseur de minimum 50 centimètres afin de mettre à nu une couche de fondation ferme et imperméable. L’extraction des matériaux peut se faire soit par tranches horizontales, ce qui permet leur séchage par le soleil et le vent, soit par tranches verticales, ce qui permet un mélange des différentes couches prélevées.
Les matériaux extraits ne sont à mettre en place directement que si leur teneur en eau est comprise dans la fourchette prévue ; sinon un drainage des zones d’emprunt ou une mise en dépôt afin de subir un séchage ou une humidification peut être nécessaire.
Pour assurer une bonne liaison entre le remblai et les fondations, ces dernières sont compactées avec les mêmes engins que le remblai, puis scarifiée avant la mise en place de la première couche de remblai.
Un remblai dont les dernières couches ont été soumises au gel, de même qu’un remblai trop humide doit être retiré C’est entre autres pour ces raisons qu’un tel ouvrage s’effectue principalement lors des belles saisons.
Pour contrôler les infiltrations à travers le remblai il est nécessaire de mettre en place un dispositif drainant et filtrant. Pour un barrage homogène. On réalise dès lors un drain cheminée vertical continu, en sable, de la base du remblai jusqu’au niveau normal des eaux + 0,20 à 0,30 mètre pour éviter tout risque de contournement, sous la crête près du parement aval ; ce drain est généralement obtenu en recreusant à l apelle le remblai toutes les 5 ou 6 couches compactées et en y déversant le sable avec soin.
La stabilité des barrages en remblai
Le coefficient de sécurité Fs d’un talus et en fonction de sa géométrie, des paramètres de cisaillement inter granulaire et du sol et des pressions interstitielles qui s’y développent. Dans le cas d’un barrage en terre, les pressions interstitielles dans le corps de la digue évoluent considérablement au cours de la vie de celui-ci, les paramètres de cisaillement du corps de l’ouvrage surtout peuvent également subir des variations lors de la mise en eau aussi, la stabilité d’une digue en terre doit être donc vérifiée aux différents stades de son histoire :
En fin de construction
Lorsque l’eau est à son niveau normal dans la retenue est qu’un écoulement permanent s’est établi à travers l’ouvrage, c’est-à-dire, dans les conditions normales d’exploitation.
Vidange rapide
Les risques de rupture des barrages
Le phénomène de rupture de barrage correspond à une destruction partielle ou totale. Les causes de rupture peuvent être diverses :
Des problèmes techniques : défauts de conception, de construction ou de matériaux, ou défauts des vannes, permettant l’évacuation de l’eau, obstruction des dispositifs d’évacuation des crues et absence de dispositif de contrôle du comportement de l’ouvrage. (Marche C,2008) et (Paquier A, 2002).
Naturelles: un mouvement de terrain, crues exceptionnelles, glissements de terrain au droit des appuis du barrage, écroulements ou avalanches dans la retenue provoquant par élévation brusque du niveau des eaux, un déversement brutal sur la crête de l’ouvrage (Marche C, 2008) et (Paquier A, 2002).
Humaines :études préalables pas assez approfondies, contrôle d’exécution insuffisant, erreurs d’exploitation, défaut de surveillance et d’entretien ou encore actes de malveillance, sabotage.
Brutale : dans le cas des barrages en béton, par renversement ou par glissement d’un ou plusieurs plots.
Les mécanismes de rupture des barrages en remblai
Le risque de rupture brusque et inopinée est considéré comme très faible, voire nul. La situation de rupture paraît plutôt liée à une évolution plus ou moins rapide d’une dégradation de l’ouvrage susceptible d’être détectée par la surveillance et l’auscultation.
Pour les ouvrages hydrauliques en remblai, quatre mécanismes de rupture sont classiquement considérés : (Baghzim,2015) :
L’érosion externe.
L’érosion interne.
L’instabilité externe et La liquéfaction.
Surveillance des barrages
La surveillance de l’ouvrage et très importante pour un cycle de vie. Un programme de surveillance régulière de l’ouvrage et de son environnement permet d’évaluer la sécurité, l’état et la fonctionnalité de l’ouvrage. On peut aussi planifier en temps voulu les activités de réparation et de remplacement et permet d’acquérir une bonne compréhension des mécanismes de rupture et de l’évolution des dommages (USACE, 2003).
Infiltration à travers le corps du barrage
Le barrage en terre possédant deux talus amont et aval, dont la stabilité doit être vérifiée aux différentes phases de la vie de l’ouvrage, en particulier du fait du développement de pression interstitielle dans le corps du barrage. Pour une retenu qui est pleine, (conditions normales d’exploitation), un écoulement se produit à travers le barrage ; défavorable à la stabilité du talus aval, puisqu’une surface de suintement peut apparaître sur ce talus et que la poussée d’écoulement qui s’exerce sur les grains solides à tendance à la déstabiliser. C’est pourquoi un drainage de ce talus est généralement prévu (cf.figure 1.10).
Equation de la ligne de saturation
Cette méthode et basée sur la bonne estimation de la ligne de saturation, il suffit de respecter quelques règles de distribution des lignes de réseaux d’écoulement :
La fondation est une ligne de courant, cas d’une fondation imperméable.
La ligne de saturation une ligne de courant.
Le parement amant est une ligne équipotentielle.
La pression hydraulique étant nulle sur la courbe de saturation, le potentielle est point de cette ligne est due uniquement à la cote de ce point.
Les équipotentielles sont perpendiculaires aux linges de courant.
Introduction
De nombreux chercheurs s’intéressent à l’étude des sols non saturés et leur comportement du fait de leur abondance observée dans la plupart des problèmes rencontrés en géotechnique, Autrement dit, un sol non saturé est un milieu au moins tri phasique (phases solide, liquide et gazeuse).
L’interaction gaz-eau-solide rend le comportement mécanique d’un sol non saturé beaucoup plus complexe que celui d’un sol saturé. En outre, la pression d’eau est toujours inférieure à la pression de gaz dans un sol non saturé. Cette différence de pression entre le gaz et l’eau, appelée succion, est à l’origine de certains comportements hydromécaniques particuliers du sol non saturé.
D’autre part en géotechnique en s’intéresse toujours à la stabilité des ouvrages et cela se fait par l’amélioration des caractéristiques mécaniques et hydriques qui conduisent à l’augmentation de la capacité portante du sol traité.
Définition des sols non saturés
Un sol saturé est un milieu bi-phasique (solide et liquide), par contre un sol non saturé est un milieu tri-phasique contenant le squelette solide, l’eau et l’air (figure 2.1). L’interaction gazeau solide rend le comportement mécanique d’un sol non saturé plus complexe que celui d’un sol saturé [Li X-L., 1999], et selon Fredlund D. G. (2005), est un sol qui contient l’eau et l’air dans les vides séparés par une peau contractile appelée ménisque, et la pression de l’eau interstitielle est inférieure à celle de l’air. Un sol non saturé se trouve dans les régions arides, semi arides et dans les sols compactés.
Description des trois phases
-La phase solide : ou squelette solide est constitué par les grains minéraux de l’agrégat.
-La phase liquide : constituée par l’eau occupe les vides de l’agrégat. Si tous les vides sont remplis par l’eau, le sol est dit saturé ; sinon, il est partiellement saturé ;
-La phase gazeuse : dans un sol partiellement saturé une partie des vides de l’agrégat est remplie par du gaz, essentiellement de l’air. ( Jean-pierre 1999).
L’eau dans le sol
L’eau peut se trouver dans plusieurs états à l’intérieur de sol (Figure 2.2), suivant l’intensité des forces liant ses molécules au particule solide, cette liaison de l’eau dépend de la nature minéralogique des particules et leurs dimensions (Magnan, 1999). On distingue :
Eau libre : se trouve principalement dans les espaces inter agrégats et éventuellement dans l’espace interarticulaire (loin des surfaces externes des particules) de matériaux argileux. Cette eau circule librement dans le milieu sous l’effet d’un gradient de charge hydraulique.
Eau liée ou adsorbée : Il s’agit d’une couche de molécules du fluide déposée sur la surface des grains, cristallite plaquettaire ou paquet de feuillets, et qui est orientée par les forces d’attraction moléculaire et les forces électrostatiques elle aune viscosité élevée et ne transmet pas les pressions.
Eau capillaire : Dans le cas des argiles non saturées, cette eau est retenue sous forme de ménisques au voisinage des points de contact entre les grains par des forces capillaires, créant ainsi entre ces derniers des forces d’attraction. Son écoulement est produit par un gradient de succion à l’échelle du pore et traduit par une loi de Darcy généralisée.
L’essai Proctor
Le principe de l’essai PROCTOR consiste à humidifier un matériau à plusieurs teneurs en eau et à le compacter avec une énergie définie ou plusieurs énergies, par exemple, 15, 25 et 35 coups par couche dans notre recherche. Pour chaque valeur de teneur en eau considérée, on détermine la densité sèche du matériau, et on trace la courbe de la densité sèche en fonction de la teneur en eau (courbe PROCTOR).
Sur la courbe PROCTOR, il existe une valeur de la densité sèche maximale qui est obtenue pour une valeur particulière de la teneur en eau. Ces deux valeurs s’appellent les caractéristiques optimales de compactage, la teneur en eau optimale (wopt) et la densité optimale ρdopt. (Cité par LI Zhong-Sen ,2015).
Les facteurs agissant sur le compactage
A partir de 1930, il est devenu nécessaire de mieux comprendre le phénomène de compactage et son influence sur les propriétés du sol afin de mieux contrôler le compactage et de développer les engins de compactage. C’est à l’ingénieur américain R.Proctor (1933) que l’on doit les premières études. Ainsi, permis les facteurs influencent sur compactage On a :
La teneur en eau
Pour que le compactage soit efficace, la teneur en eau du matériau granulaire doit se situer le plus près possible de la teneur en eau optimale déterminée par l’essai Proctor. Dans la plupart des cas, un écart de ±2 % de la teneur en eau optimale est acceptable.
Lorsque la teneur en eau sur le chantier est plus faible que la teneur en eau optimale, il faut plus d’énergie pour atteindre la compacité recherchée. On doit alors arroser la couche de matériau granulaire avant de la compacter.
Lorsqu’au contraire la teneur en eau est trop élevée, il est presque impossible d’atteindre la compacité exigée, car l’eau contenue dans les vides du matériau granulaire absorbe une grande partie de l’énergie de compactage. Pour diminuer la teneur en eau, on doit scarifier la surface de la couche de matériau granulaire de manière à accélérer l’évaporation de l’eau (Figure 2.3). (Cité par Harrison ,2007).
Compactage de remblais de barrage
En ce qui concerne les propriétés des matériaux utilisés, ceux-ci doivent présenter une bonne résistance au cisaillement et une faible compressibilité. Quand ils sont placés et pressés, ils ne devraient pas avoir tendance à se désintégrer. Le remblai est construit en couches horizontales de séries successives et pressées mécaniquement. Son épaisseur dépend de la nature du matériau et est déterminée en fonction des tests de pression sur site. Ces tests permettent également de déterminer le nombre de clips de la machine à pression pour obtenir la densité idéale, en tenant compte de la teneur en eau adéquate.
Cependant, il convient de rappeler que l’homogénéité du point de vue de la perméabilité ne peut pas être facilement obtenue pour des barrages comprimés, car le procédé de construction offre toujours une plus grande perméabilité dans la direction des couches. Les zones de fuite dans le flux descendant sont souvent le résultat d’une telle récupération. Pour éviter la corrosion interne (effet renard) et l’instabilité, des zones de drainage sont nécessaires. (E. Emmanuel, 2002) .
La stabilité des barrages en terre
Elle est étudiée par les méthodes généralement utilisées pour étudier les pentes en mécanique des sols. Les plus courantes sont les méthodes de Fellenius, Bishop, Spencer et Janbu, qui sont toutes des méthodes d’équilibre des pouvoirs. Les forces de stabilisation (poids, pressions interstitielles) doivent être compensées par des forces de résistance, les marges de sécurité étant traditionnellement choisies. Un des facteurs qui affecte fortement la stabilité est la pression interstitielle qui peut être stabilisée durablement dans le remblai.
— en raison des écoulements permanents à travers le remblai ;
— en conséquence des variations de contraintes, résultant de la construction, d’une vidange rapide ;
Lorsque le remblai est construit sur une fondation meuble, celle-ci doit être incluse dans l’analyse de stabilité. Plusieurs configurations doivent être analysées :
A la fin de construction (vide)
Pas encore d’action de la retenue, mais les pressions interstitielles sont élevées car les surpressions dues à la construction ne sont pas encore dissipées ; cas souvent dimensionnant pour le talus aval.
Pendant le remplissage
Retenue pleine : le poids du remblai et la poussée de la retenue sont considérés ; le champ de pression interstitielle est calculé par un réseau d’écoulement à travers le barrage (et sa fondation) en tenant compte des diverses perméabilités.
La succion dans les sols non saturés
Définition
La notion de la succion a été initialement introduite par les agronomes. L’utilisation de la succion pour expliquer le comportement mécanique des sols non saturés a été introduite pour la première fois par le « ROAD RESEARCH LABORATORY » au Royaume Uni (Croney et Coleman, 1948) cités par Fredlund et Rahardjo (1993). La succion est une mesure de l’affinité entre le sol et l’eau. En général, plus le sol est sec plus la succion est grande. Pour des raisons pratiques, on considère deux contributions : la succion matricielle et la succion osmotique. La somme des deux est appelée la succion totale.
Les différents types de succions
On distingue trois composantes de la succion d’après la recherche de (Blatz J. A. et al. 2008) .
Succion matricielle
La succion matricielle exprime la capacité de rétention d’eau de composants du sol, elle est dépendante des propriétés capillaires du milieu et des propriétés d’adsorption développées par les particules d’un sol. Elle est généralement considérée comme la composante dominante de la succion totale dans le cas des sols non-plastique.
Succion capillaire
C’est la différence entre les pressions de l’air et de l’eau ou la pression capillaire, qui est le paramètre déterminant des mouvements de fluides dans les milieux poreux. Cette différence de pression se traduit par l’existence d’un ménisque entre l’air et l’eau. Elle est caractérisée par la loi de Jurin. Elle est notée ᵠm.
Donc on a :
Cette définition a été généralisée à n’importe quel état de contrainte mécanique. Aujourd’hui, en Mécanique des Sols, les deux notions de pression capillaire et de succion sont équivalentes.
Succion d’adsorption
Dans les sols fins non saturés, contrairement aux sols grenus, l’action d’attraction de l’eau par le sol n’est pas seulement dues à la capillarité, mais aussi aux actions d’adsorption physico– chimique car les argiles sont des particules chargées négativement, et de ce fait, ont tendance à adsorber de l’eau à leur surface.
La succion osmotique
La succion osmotique « π » est identique à la pression osmotique « ψo ». Elle est crée par la force liée à la répulsion osmotique, lorsque des sels solubles sont présents dans l’eau. Elle dépend de leur concentration. La succion osmotique se produit en présence de matière dissoute dans l’eau qui occupe les vides de la matrice du sol. Dans les sols non saturés, les sels se concentrent par l’absence d’eau. Ce qui a pour effet d’augmenter les gradients de concentrations et de provoquer les flux de fluides par succion.
Comportement hydromécanique des sols non saturés
Le recours à l’utilisation des sols compactés est très répandu en géotechnique ainsi qu’en géotechnique de l’environnement pour l’élaboration de noyau de barrages, pour la réalisation de barrières ouvragées dans les sites de stockage de déchets. Après leur mise en place, des matériaux, initialement non saturés, risquent d’être soumis à des sollicitations hydriques et/ou mécaniques, dues aux conditions climatiques (pluie et sécheresse) et/ou aux activités humaines (constructions, terrassements), qui peuvent entraîner de fortes modifications de leurs propriétés hydromécaniques susceptibles de mettre en cause leur bon fonctionnement. La compréhension du comportement hydromécanique couplé de ces matériaux est donc un enjeu majeur compte tenu des applications sensibles auxquelles ils sont destinés. De nombreux travaux réalisés à l’oedomètre et au triaxial à succion contrôlée ont été consacrés à l’étude du comportement volumique des matériaux sous sollicitations hydriques et mécaniques.
Introduction
Avec le développement des outils de calcul, l’utilisation de ces derniers est devenue indispensable. La méthode des éléments finis est souvent utilisée dans le domaine de la géotechnique pour vérifier les différents comportements tels que la stabilité et l’interaction et aussi pour contrôler les déplacements admissibles afin de faire le dimensionnement et la réalisation de l’ouvrage.
L’évaluation de la déformation verticale a pour objectif de comparer le comportement de la structure à une référence de comportement standard. Des déformations excessives au-delà de ce qui est prévu au niveau du projet peuvent remettre en cause la sécurité globale de l’ouvrage.
Grace au logiciel PLAXIS l’étude des projets complexes en géotechnique est devenue plus simple et plus rapide par l’utilisation des nombreux modèles de comportements qui dépendent de la nature de sol et le type de la structure.
Pour développer des barrages, la modélisation est essentielle elle permet de faire la lumière sur tous les paramètres liés à son comportement lors de sa construction, sa première mise en eau et de son cycle de vie. La modélisation, en vue de l’estimation de ces déformations, est souvent le recours pour en juger le comportement global du barrage vis-à-vis de ce phénomène.
L’analyse paramétrée a été orientée en fonction des cas de situation ci-dessous :
En cours de construction
Fin de construction du barrage
Pendant l’exploitation du barrage
L’influence de la ligne de saturation sur le barrage .
Cette analyse est basée sur l’étude des déplacements, des contraintes développées, d’évolution des pressions interstitielles ainsi que des conditions de stabilité des talus.
Présentation du barrage Boughrara
Le barrage de hammam Boughrara se trouve à 13 Km à l’est de la ville de Maghnia (wilaya de Tlemcen). Il est situé sur l’Oued Tafna dans la partie Ouest de l’Algérie à la frontière marocaine. L’Oued Tafna prend source sur le versant nord des monts de Tlemcen et continue vers le nord et le nord-est pour se jeter dans la méditerranée à l’ouest de la ville de Béni-Saf (ANBT.2019).Il est destiné à :
1- L’alimentation en eau potable de la région de Maghnia.
2- Le transfert vers Oran via le Djebel Zioua estimé à 23,6 Hm3/an.
3- L’irrigation de la plaine de Tafna estimée à 25,4Hm3/an.
Logiciel PLAXIS 2D v 8.2
Présentation du logiciel
» PLAXIS v8.2″ est un progiciel basé sur la méthode des éléments finis pour analyser la stabilité et les déformations des structures géotechniques bidimensionnelles. Ce programme répond au besoin de codes de comportement géotechnique avancés pour simuler le comportement des roches et des sols, qui n’est pas linéaire et anis tropique et dépendent du temps. Pour l’analyse de plusieurs phases, le programme prend en compte la pression interstitielle au moyen de procédures spéciales. PLAXIS présente d’excellentes caractéristiques pour analyser tous les aspects de modèles géotechniques extrêmement complexes. (Waterman .2006) .
Les modèles de comportement utilisés dans PLAXIS
L’utilisation de lois de comportement complexes dans des modèles éléments finis pour l’ingénierie est délicate. Différents modèles de comportement, plus ou moins sophistiqués, ont été implémentés dans PLAXIS: élastique linéaire, Mohr-Coulomb, etc.…
-Modèle linéaire élastique : Il représente la loi de Hooke pour l’élasticité linéaire et isotrope.
Le modèle contient deux paramètres rigidité élastique, Young, E et Poisson. Le modèle linéaire flexible est très limité pour simuler le comportement du sol. Ils sont principalement utilisés pour les structures rigides massives. Placées sur le sol.
-Modèle de Mohr-Coulomb : Il requiert cinq critères. Les deux premiers sont E et ν (paramètres élastiques) et les deux autres sont : la cohésion c et l’angle de frottement φ, ainsi l’angle de dilatance ψ. Ce sont les paramètres classiques de la géotechnique, souvent présentés par des tests de laboratoire, nécessaires pour effectuer des calculs de déformation ou de stabilité. (Plaisant ,2013).
Comportement mécanique
Concernant le comportement mécanique, la modélisation a été axée vers l’analyse des tassements en mode barrage vide (fin de construction) et construction par couche.
Pour le comportement mécanique, au niveau de la base les déplacements sont nuls dans toutes les directions. Le poids propre du barrage est pris en considération. Le choix de modélisation est fait en se basant sur la disponibilité des mesures d’auscultations c’est-à-dire la comparaison entre les résultats de modélisation et les mesures d’auscultation (Rouissat, 2014).
Construction du barrage (barrage vide)
La réalisation du barrage est faite par des couches de remblais qui sont posées, compactées et contrôlées selon les caractéristiques Proctor. Les calculs numériques par PLAXIS dans cette phase se sont les pressions interstitielles, les contraintes, les différents déplacements et le coefficient de sécurité qui indique à la stabilité du barrage.
Comportement hydromécanique
Dans cette section, nous allons étudier le comportement du barrage plein. Nous allons analyser les déplacements, les pressions interstitielles, les contraintes et les conditions de stabilité. Aussi, l’influence de la ligne de saturation sur le comportement du barrage sera considérée.
Pendant l’exploitation (barrage plein NNR)
Lors de la mise en eau du barrage et pendant l’exploitation l’influence du remplissage du réservoir vise les déplacements, les pressions interstitielles, les contraintes verticales, et les conditions de stabilités quand le barrage est plein. Dans cette étape les déplacements globaux du barrage valent 1,63m.
La figure 3.27 représente Les conditions initiales et les conditions aux limites mécaniques dans cette phase et qui sont citées comme suit :
Les conditions initiales :
– Création de la nappe phréatique.
– Génération des pressions interstitielles.
– Génération des contraintes initiales.
Les conditions aux limites :
– Blocage horizontale sur les bords de la fondation.
– Blocage totale sur la base de fondation.
Conclusion
L’étude de la stabilité du barrage est liée à l’utilisation du modèle numérique qui donne des résultats suffisamment proches des valeurs de l’auscultation, qui sont des valeurs mesurées sur site.
La modélisation engagée sur le barrage Boughrara nous a permis d’analyser son comportement en quatre parties :
Pendant sa construction
Enfin de construction
Pendant l’exploitation
L’influence de la ligne de saturation sur le comportement du barrage .
L’analyse des résultats de simulation de la présente étude a permis de dégager les conclusions suivantes :
Durant la construction:-L’augmentation des déplacements du barrage liée à l’augmentation de la hauteur du remblai.
Fin de construction :-Le déplacement se dirige vers le centre de la digue au niveau du sommet et vers les deux talus du barrage.
-Dans cette phase le coefficient de sécurité indique que le barrage est stable.
Pendant l’exploitation : – Les déplacements sont dirigés vers le centre de la digue au niveau du sommet et vers la partie amont à cause de la charge de la pression d’eau appliquée.
-Dans cette phase le coefficient de sécurité montre que le barrage est stable.
L’influence de la ligne de saturation : -L’augmentation de la hauteur de la ligne de saturation au niveau du drain vertical
influe sur les déplacements de la digue et sur sa stabilité.
– Sous la ligne de saturation les valeurs de la pression interstitielle et les contraintes sont importantes vers la base du barrage.
CONCLUSION GENERALE
Le barrage est un ouvrage d’art qui fait partie intégrante de l’environnement naturel. C’est aussi un projet exceptionnel non seulement pour ses dimensions mais aussi pour sa durée de vie. Par conséquence sa conception est difficile car les contraintes sont très importantes, les conditions locales ne sont jamais identiques et les matériaux à utiliser sont ceux disponibles à proximité. La nature de ces matériaux et celle de la fondation de l’ouvrage orientent le choix du type d’ouvrage, mais l’optimisation du projet est toujours complexe.
Les déformations du barrage en terre se produisent lors de sa construction par couche, enfin de construction, et pendant le remplissage. Ces déformations sont provoquées par :
L’augmentation des contraintes effectives et l’effet du fluage.
Des mouvements importants de la partie supérieure et du corps de la digue peuvent se produire lors du premier remplissage du réservoir.
Le remplissage du réservoir qui produit des déformations supplémentaires.
Dans le cadre de l’étude d’un barrage en remblais la modélisation joue un rôle important pour avoir analyser et déterminer les déformations, les contraintes, et les pressions interstitielles du barrage.
Les modèles numériques indiquent une réponse mécanique suffisamment proche de l’auscultation pour étudier la stabilité de la pente. La précision des résultats obtenus à partir de ces modèles est liée à plusieurs critères, basées sur les données géologiques et géotechniques du versant disponibles.
L’auscultation est indispensable pour le suivi du barrage, de sa conception à sa mise hors service. C’est une composante de son comportement structurel et du contrôle de la sécurité.
Il est également important de développer des connaissances sur le comportement et le vieillissement du barrage, ainsi que d’améliorer les études et l’expérience dans ses divers aspects techniques et économiques.
Les résultats de la modélisation, appliqué sur le cas du barrage de Boughrara ont permis de comprendre certains aspects relatifs aux phénomènes de tassement et consolidation des sols de remblais des barrages.
Les résultats trouvés sont cité ci-dessous :
Les déformations augmentent par l’augmentation des charges de remblai dans la construction par couche.
Le déplacement total et le déplacement vertical en cas de barrage vide est égal à 1,23 m.
Le déplacement total et le déplacement vertical en cas de barrage plein sont respectivement de 1.63 m et de 1,57 m.
Au niveau du drain vertical la ligne de saturation à 46m donne un déplacement total de 2,01m et un déplacement vertical de 1,96m par contre à 26m elle donne un déplacement total de 1,45 m et un déplacement vertical de 1,41 m.
Dans tous les cas le coefficient de sécurité montre que le barrage est stable.
Les principales conclusions pouvant être déduites du développement de ce travail, qui sont combinées dans l’analyse de la déformation d’un barrage zoné avec un noyau central, sont résumées ci-dessous :
En ce qui concerne le suivi du comportement du barrage, les valeurs des déplacements totaux obtenues par la modélisation sont compatibles avec celles mesurées à travers les différents tassomètres installées pour ces fins au niveau du barrage.
L’ensemble des déplacements verticaux, dans différentes zones du barrage sont proportionnels aux hauteurs des remblais en fin de construction et après remplissage du barrage.
La position de la ligne de saturation au niveau du drain vertical influe beaucoup plus sur les déplacements ce qui conduit à l’instabilité du barrage d’autre part cette ligne de saturation n’influe pas sur les pressions d’eaux, les contraintes totales, et les contraintes effectives maximales.
Le calcul numérique a démontré que les pressions interstitielles et les contraintes (totales et effectives) sous la ligne de saturation sont des valeurs importantes par contre au-dessus de la ligne de saturation les contraintes sont stables et les pressions interstitielles sont nulles.
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Table des matières
REMERCIEMENTS
DEDICACES
RESUME
ABSTRACT
ملخص
TABLE DES MATIERES
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
NOTATIONS
INTRODUCTION GENERALE
Chapitre 1 : Généralités sur les barrages en terre
1. Introduction
2. Les barrages en terre
2.1 Définition
2.2 Rôle des barrages
2.2.1 Irrigation
2.2.2 Génération d’électricité
2.2.3 Contrôle des crues
2.3 Différents types de barrages en terre
2.3.1 Barrage homogène
2.3.2 Barrage zoné avec un noyau étanche
2.3.3 Barrage à masque amont
3. Les profils Généraux des Barrages en terre
4. Rôle des drains d’un barrage en terre
5. Etanchéité des fondations
5.1 Clé d’étanchéité
5.2 Paroi moulée
5.3 tapis d’étanchéité
5.4 Les voiles d’injections dans les fondations
6. Différentes étapes de la construction du barrage
7. La stabilité des barrages en remblai
7.1 Les risques de rupture des barrages
7.2 Les mécanismes de rupture des Barrages en remblai
7.3 Surveillance des barrages
8. Infiltration à travers le corps du barrage
8.1 Equation de la ligne de saturation
8.1.1 Cas de la digue homogène sur une fondation imperméable
8.1.2 Cas de la digue avec un noyau sur une fondation imperméable
8.2 Etude des pressions interstitielles
8.3 Phénomène de renard
9. Conclusion
Chapitre 2 : Notions sur les sols non saturés-application dans les barrages
1. Introduction
2. Définition des sols non saturés
3. L’eau dans le sol
3.1 Eau libre
3.2 Eau liée ou adsorbée
3.3 Eau capillaire
4. Compactage dans les sols non saturés
4.1 Définition
4.2 L’essai Proctor
4.3 Les facteurs agissant sur le compactage
4.3.1 La teneur en eau
4.3.2 Énergie de compactage
4.3.3 La nature du sol
4.4 Compactage de remblais de barrage
5. La stabilité des barrages en terre
5.1 A la fin de construction (vide)
5.2 Pendant le remplissage
5.3 Vidange rapide
6. La succion dans les sols non saturés
6.1 Définition
6.2 Les différents types de succions
6.2.1 Succion matricielle
6.2.2 La succion osmotique
6.2.3 La succion totale
7. Comportement hydromécanique des sols non saturés
8. Contrainte effective pour les sols non saturés
9. Conclusion
Chapitre 3 : Modélisation du comportement du barrage Boughrara
1. Introduction
2. Présentation du barrage Boughrara
3. Caractéristique du Barrage Boughrara
4. Logiciel PLAXIS 2D v 8.2
4.1 Présentation du logiciel
4.2 Les modèles de comportement utilisés dans PLAXIS
4.3 Les Fonctions de calcul de PLAXIS
4.4 Les principales étapes pour les calculs dans PLAXIS
5. Caractéristiques des matériaux du barrage de Boughrara
6. Comportement mécanique
6.1 Construction du barrage (barrage vide)
6.1.1 En cours de construction
6.1.2 Fin de construction du barrage
7. Comportement hydromécanique
7.1 Pendant l’exploitation (barrage plein NNR)
7.2 L’influence de la position de la ligne de saturation sur les déplacements du barrage (NNR)
8. Conclusion
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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