Laboratoire de Constructions Hydrauliques

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

Barrages à contreforts

Barrages à contreforts Barrages à contreforts

El Kansera, Maroc

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

El Kansera, Maroc

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

Barrages à contreforts

Barrages en béton Barrages 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

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

Comparaison barrage poids - barrage à contreforts Comparaison barrage poids - barrage à contreforts

Ö Caractéristique d'un barrage poids

Š forme simple, s'adapte facilement à la topographie

Š volume de béton important

Š contraintes faibles, béton peu sollicité

( , dosage en ciment ≥ 140 kg/m ³ )

Š sous-pressions importantes et déterminantes pour la stabilité

Š changement important de l'état de contraintes dans la fondation entre lac vide et plein (Æ amplification de la déformation du rocher)

Š accumulation importante de chaleur dans le massif de béton (Æ refroidissement artificiel du béton nécessaire)

h

b ⋅ g ⋅ ρ

=

σ _max

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Barrages à contreforts

Comparaison barrage poids - barrage évidé - barrage à contreforts Comparaison 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 - poids Barrage - poids

ªenlever du béton

ªenlever 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

ªdéplacer le centre de gravité vers l'amont

ªélargir la base du barrage

ªouvrir le barrage à l'aval pour assurer le drainage ªdéplacer le centre de gravité vers l'amont

ªélargir la base du barrage

ªouvrir le

barrage à

l'aval pour

assurer le

drainage

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Barrages à contreforts

Albigna, 115 m, Grison

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

Albigna, 115 m, Grison

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Barrages à contreforts

Dispositions générales d’un barrage à contreforts Dispositions 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 E _h E _v

Galerie de parafouille (injections et drainage)

Laboratoire de Constructions Hydrauliques Latiyan, Iran, près de Téheran

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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 ·10 ³ m ³ 154 ·10 ³ m ³

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Barrages à contreforts

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Barrages à contreforts Lucendro, Tessin, 73 m

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Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m

Barrage de Cleuson:

ƒ Hauteur 87 m

ƒ Volume de la retenue:

20 Mio m ³

ƒ Mise en service 1950

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Laboratoire de Constructions Hydrauliques

Barrages à contreforts

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

Barrages à contreforts

Minab, Iran

Laboratoire de Constructions Hydrauliques Minab, Iran

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Barrages à contreforts

Almendra, Espagne, 198 m

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Barrages à contreforts

Al Massira,

Maroc, 85 m

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Al Massira,

Maroc, 85 m

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Barrages à contreforts

Al Massira,

Maroc, 85 m

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Al Massira,

Maroc, 85 m

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Barrages à contreforts Al Massira,

Maroc, 85 m

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Laboratoire de Constructions Hydrauliques

Barrages à contreforts

Tamzaourt,

Maroc, 94 m, 1981

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Tamzaourt,

Maroc, 94 m, 1981

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Barrages à contreforts

Tamzaourt,

Maroc, 94 m, 1981

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Tamzaourt,

Maroc, 94 m, 1981

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Barrages à contreforts

Tamzaourt,

Maroc, 94 m, 1981

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Tamzaourt,

Maroc, 94 m, 1981

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Barrages à contreforts ^Tamzaourt,

Maroc, 94 m, 1981

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Barrages à contreforts

Barrage évidé Barrage évidé

Ö Cas particulier d'un barrage à contrefort: masque aval est continu

Ö Objectifs d'un masque aval

Š réduire la vulnérabilité

Š protéger l'âme contre l'action du gel

Š réduire l'effet de la température

Š augmenter la stabilité latérale au cas de tremblements de terre

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

Dispositions générales d’un barrage évidé Dispositions 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

masque am ont masqu e av al

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Barrages à contreforts

Contraintes dans le contrefort Contraintes dans le contrefort

Ö contraintes principales (sur les parements): lac plein

Ö contraintes verticales

( ^{+ α} )

σ

=

σ _{max, av z , av} 1 tan ²

( ^{+ α} ) ^{− σ ⋅ δ}

σ

=

σ _{min, am z , am} 1 tan ² _Ez tan ² δ

⋅ σ

≥ σ

⇒

≥

σ _{min, am} 0 _{z , am Ez} sin ²

y

x

tête amont

gousset âme

évtl. tête aval

J x M A

N

y y

z = ± ⋅

σ

g z _E

Ez = ⋅ ρ ⋅

σ δ α

am

σ min, σ _{max, av}

x

z

σ _I σ _II

σ _{I σ}

II

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Choix de la forme de la tête amont Choix de la forme de la tête amont

a a

b b

d

surface de rupture probable ˇtanchˇitˇ

σ E

( ^traction )

σ N

σ E

?

?

existence de la pression

latˇrale discutable mieux

σ E

sillon

coffrages compliquˇs mieux

σ E σ _E

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T te ronde

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Tête en forme de

polygone (ou diamant)

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Barrages à contreforts

Optimisation de la tête en diamant Optimisation de la tête en diamant

Æ Objectif:

éliminer les tractions dans les points P dues à la poussée de l'eau et au poids propre de la tête de contrefort

Æ Exemples:

d 45-50°

~ d / 2

d / 5 - d / 3

30-40°

~ d / 3 P

P a

c

b

γ σ

Barrage Al Massira, Maroc 82 m (1980) 15 m

8 m 6 m 3 m 60 ^o 28 ^o

Barrage Tamzaourt, Maroc 94 m (1981) 15 m

8 m 5 m 3 m 49 ^o 32 ^o H =

d = a = b = c = γ = δ =

H =

d =

a =

b =

c =

γ =

δ =

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Barrages à contreforts

Itaipu, Brésil, 196 m

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Itaipu, Brésil, 196 m

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Barrages à contreforts

Itaipu, Brésil, 196 m

ÉC O LE PO L Y T EC H N IQ U E

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Itaipu, Brésil, 196 m

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Barrages à contreforts

Sécurité au renversement et au glissement Sécurité au renversement et au glissement

Ö 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

Ö hypothèse des sous-pressions

h

E ⋅ g ⋅ ρ

h g 30

20 ... % ρ _E ⋅ ⋅

h g 60 % ρ _E ⋅ ⋅ (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

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Diagramme de sous-pressions Diagramme de

sous-pressions ^h

A A

B B

B B A A

E gh ρ

E gh ρ

% 60

E gh ρ

% 30 20 −

selon DIN

f(épaisseur de l’âme)

E gh ρ

E gh ρ

%

60 selon DIN

0 %

Section A-A

Section B-B

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Barrages à contreforts

Comportement en cas de séisme - Conception du couronnement Comportement en cas de séisme - Conception du couronnement

âme gousset

surface de contact entre les plots

âme

gousset

surface de contact

entre les plots

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Effets de température

Effets de température

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Barrages à contreforts Effets de température Effets de température

Barrage Ancipa, Italie, 111 m, 1949-1952

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Barrages à contreforts

Effets de température Effets de température

Insolation 1 ⁰ C >> 20 ⁰ C 1 ⁰ C

13 ⁰ C

13 ⁰ C

20 ⁰ C

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Problèmes particuliers - Fondation des contreforts Problèmes particuliers - Fondation des contreforts

butons discontinus

cou che s

forage de drainage

galerie longitudinale

de drainage

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Barrages à contreforts

Connexion du dispositif d’étanchéité à la fondation Connexion 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

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Sefidrud, Iran, 106 m (1962)

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Barrages à contreforts Sefidrud, Iran, 106 m (1962)

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Barrages à contreforts

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