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Chap 3 barrage a contreforts

  1. 1. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Barrages à contrefortsBarrages à contreforts El Kansera, Maroc
  2. 2. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts El Kansera, Maroc
  3. 3. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Barrages en bétonBarrages en béton Barrage-poids Barrage-poids massif Barrage-poids à joints évidés Barrage-poids voûte Barrage-poids incurvé Barrage en béton compacté au rouleau (BCR) Barrage à contreforts Barrage-voûte Barrage à contreforts à tête élargie Barrage à contreforts à dalles planes Barrage-voûte/ dômes multiples Barrage évidé Barrage-voûte épais Barrage-voûte mince Barrage-voûte cylindrique Barrage-voûte à double courbure
  4. 4. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Comparaison barrage poids - barrage à contrefortsComparaison barrage poids - barrage à contreforts Caractéristique d'un barrage poids forme simple, s'adapte facilement à la topographie volume de béton important contraintes faibles, béton peu sollicité ( , dosage en ciment ≥ 140 kg/m3) sous-pressions importantes et déterminantes pour la stabilité changement important de l'état de contraintes dans la fondation entre lac vide et plein ( amplification de la déformation du rocher) accumulation importante de chaleur dans le massif de béton ( refroidissement artificiel du béton nécessaire) hgb ⋅⋅ρ=σmax
  5. 5. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Comparaison barrage poids - barrage évidé - barrage à contrefortsComparaison barrage poids - barrage évidé - barrage à contreforts moins de béton refroidissement plus aisé drainage plus facile (réduction des sous- pressions) stabilité réduite (moins de poids) plus de coffrages renforcement du noyau évidé par des étrésillons stabilité devient critique Barrage - poids à joints évidés Barrage - poids à joints évidés béton mal utilisé Barrage - poidsBarrage - poids enlever du béton enlever du béton stabilité amélioré (composante verticale de la poussée de l'eau) faibles sous-pressions (drainage libre) volume de béton réduit (-25 à 30%) dégagement aisé de chaleur surface du coffrage stabilité latérale en cas de séisme fondation difficile des contreforts aux flancs de la vallée Barrage - poids à contreforts Barrage - poids à contreforts déplacer le centre de gravité vers l'amont élargir la base du barrage ouvrir le barrage à l'aval pour assurer le drainage déplacer le centre de gravité vers l'amont élargir la base du barrage ouvrir le barrage à l'aval pour assurer le drainage
  6. 6. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image. Marécottes, 18 m, 1923-1929 (A. Sarrasin)
  7. 7. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Albigna, 115 m, Grison
  8. 8. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Albigna, 115 m, Grison
  9. 9. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Dispositions générales d’un barrage à contrefortsDispositions générales d’un barrage à contreforts tête âme 60÷80%20÷40% 0.95 ÷ 1.0 H gousset âme contrefort évidement A A A - A B - B B B gousset âme E Eh Ev Galerie de parafouille (injections et drainage)
  10. 10. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Latiyan, Iran, près de Téheran
  11. 11. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Barrage à contreforts (Manantali, Mali) Barrage à contreforts (Manantali, Mali) Le plus haut: du monde de la Suisse Nom: José Maria Oriol Lucendro (Alcantara II, Espagne) Hauteur: 130 m 73 m Volume béton: 956 ·103m3 154 ·103m3
  12. 12. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Lucendro, Tessin, 73 m
  13. 13. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts
  14. 14. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts
  15. 15. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Lucendro, Tessin, 73 m
  16. 16. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m Barrage de Cleuson: Hauteur 87 m Volume de la retenue: 20 Mio m3 Mise en service 1950 QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image.
  17. 17. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts
  18. 18. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts
  19. 19. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Minab, Iran
  20. 20. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Minab, Iran
  21. 21. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Almendra, Espagne, 198 m
  22. 22. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Al Massira, Maroc, 85 m
  23. 23. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Al Massira, Maroc, 85 m
  24. 24. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Al Massira, Maroc, 85 m
  25. 25. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Al Massira, Maroc, 85 m
  26. 26. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Al Massira, Maroc, 85 m
  27. 27. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Al Massira, Maroc, 85 m
  28. 28. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Al Massira, Maroc, 85 m
  29. 29. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Tamzaourt, Maroc, 94 m, 1981
  30. 30. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Tamzaourt, Maroc, 94 m, 1981
  31. 31. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Tamzaourt, Maroc, 94 m, 1981
  32. 32. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Tamzaourt, Maroc, 94 m, 1981
  33. 33. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Tamzaourt, Maroc, 94 m, 1981
  34. 34. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Tamzaourt, Maroc, 94 m, 1981
  35. 35. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contrefortsTamzaourt, Maroc, 94 m, 1981
  36. 36. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Tamzaourt, Maroc, 94 m, 1981
  37. 37. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Barrage évidéBarrage évidé Cas particulier d'un barrage à contrefort: masque aval est continu Objectifs d'un masque aval réduire la vulnérabilité protéger l'âme contre l'action du gel réduire l'effet de la température augmenter la stabilité latérale au cas de tremblements de terre
  38. 38. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Dispositions générales d’un barrage évidéDispositions générales d’un barrage évidé 1:0.1÷0.4 1:0.6÷0.9 0.95 ÷ 1.0 H gousset âme tête amont âme tête aval évidement masqueamont masqueaval
  39. 39. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Contraintes dans le contrefortContraintes dans le contrefort contraintes principales (sur les parements): lac plein contraintes verticales ( )α+σ=σ 2 avzav 1 tan,max, ( ) δ⋅σ−α+σ=σ 2 Ez 2 amzam 1 tantan,min, δ⋅σ≥σ⇒≥σ 2 Ezamzam 0 sin,min, y x tête amont gousset âme évtl. tête aval x J M A N y y z ⋅±=σ gz EEz ⋅ρ⋅=σ δ α ammin,σ avmax,σ x z σI σII σI σII
  40. 40. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Choix de la forme de la tête amontChoix de la forme de la tête amont aa bb d surface de rupture probable ˇtanchˇitˇ Eσ ( )tractionNσ Eσ ? ? existence de la pression latˇrale discutable mieux Eσ sillon coffrages compliquˇs mieux Eσ Eσ QuickTime™ et un décompresseur sont requis pour visionner cette image. T te ronde QuickTime™ et un décompresseur sont requis pour visionner cette image. Tête en forme de polygone (ou diamant)
  41. 41. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Optimisation de la tête en diamantOptimisation de la tête en diamant Objectif: éliminer les tractions dans les points P dues à la poussée de l'eau et au poids propre de la tête de contrefort Exemples: d 45-50° ~ d/2 d/5 - d/3 30-40° ~ d/3 P P a c b σγ Barrage Al Massira, Maroc 82 m (1980) 15 m 8 m 6 m 3 m 60o 28o Barrage Tamzaourt, Maroc 94 m (1981) 15 m 8 m 5 m 3 m 49o 32o H = d = a = b = c = γ = δ = H = d = a = b = c = γ = δ =
  42. 42. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Optimisation de la tête en diamantOptimisation de la tête en diamant
  43. 43. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Itaipu, Brésil, 196 m
  44. 44. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Itaipu, Brésil, 196 m
  45. 45. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Itaipu, Brésil, 196 m
  46. 46. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Itaipu, Brésil, 196 m
  47. 47. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Sécurité au renversement et au glissementSécurité au renversement et au glissement Méthode de calcul équivalente aux barrages-poids centre de gravité du noyau des sections horizontales doivent être déterminés en tenant compte de la forme exacte hypothèse des sous-pressions hgE ⋅⋅ρ hg3020 E ⋅⋅ρ%... hg60 E ⋅⋅ρ% (selon l'épaisseur de l'âme) (selon DIN) (selon l'épaisseur de l'âme) 0 écran d'étanchéité écran d'étanchéité section à travers l'âme section à travers l'âme section le long du joint entre les contreforts section le long du joint entre les contreforts tête âme tête
  48. 48. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Diagramme de sous-pressions Diagramme de sous-pressions h A A B B BB AA ghEρ ghEρ%60 ghEρ%3020 − selon DIN f(épaisseur de l’âme) ghEρ ghEρ%60 selon DIN 0 % Section A-A Section B-B
  49. 49. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Comportement en cas de séisme - Conception du couronnementComportement en cas de séisme - Conception du couronnement âme gousset surface de contact entre les plots âme gousset surface de contact entre les plots
  50. 50. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Effets de températureEffets de température
  51. 51. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Effets de températureEffets de température Barrage Ancipa, Italie, 111 m, 1949-1952
  52. 52. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Effets de températureEffets de température
  53. 53. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Effets de températureEffets de température Insolation 10C >> 200C 10C 130C 130C 200C
  54. 54. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Problèmes particuliers - Fondation des contrefortsProblèmes particuliers - Fondation des contreforts butons discontinus couches forage de drainage galerie longitudinale de drainage
  55. 55. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Connexion du dispositif d’étanchéité à la fondationConnexion du dispositif d’étanchéité à la fondation joint d’étanchéité (waterstop) Galerie de drainage et d’injection φ min. = 3.0 m écran d’étanchéité profond (forages et injections) Forages de drainage gousset tête tuyau âme pied
  56. 56. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Sefidrud, Iran, 106 m (1962)
  57. 57. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts Sefidrud, Iran, 106 m (1962)
  58. 58. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts
  59. 59. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts
  60. 60. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts
  61. 61. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts
  62. 62. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts
  63. 63. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en béton Barrages à contreforts

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