Étude de l'effet d'un couvert de glace sur le comportement dynamique des barrages-poids

• Main Author: Bouaanani, Najib
• Other Authors: Paultre, Patrick
• Language: French
• Published: Université de Sherbrooke 2002
• Online Access: http://hdl.handle.net/11143/5795

Le présent travail de recherche propose des approches théoriques et numériques originales permettant de tenir compte des interactions dynamiques dans les systèmes barrage-glace-réservoir-fondation. Les réservoirs des barrages construits dans les régions du Nord étant généralement couverts de glace pendant des périodes importantes de l'année, la problématique soulevée répond donc à une attente réelle vis-à-vis du dimensionnement et de l'évaluation de la sécurité des barrages dans ces régions. Une formulation par sous-structuration dynamique originale, incluant en plus des effets causés par le couvert de glace, ceux liés à la compressibilité de l'eau dans le réservoir, à l'absorption au fond du réservoir et à la flexibilité de la fondation a été développée. La méthode a été ensuite programmée et incorporée dans un logiciel d'éléments finis spécialisé dans l'analyse sismique des barrages.Le projet constitue aussi la première étude de corrélation numérique avec les résultats des essais en vibrations forcées effectués pour la première fois dans le monde sur un barrage en conditions hivernales. Dans la perspective de développer une méthode hybride où le barrage et le couvert de glace sont modélisés par éléments finis, et où le réservoir et la fondation le sont par éléments de frontières, un premier programme d'analyse par éléments de frontières a été développé pour étudier la pression hydrodynamique dans un réservoir couvert de glace. Les résultats des deux analyses par sous-structuration et par éléments de frontières ont été comparés dans le cas d'un barrage rigide, et l'accord entre les deux analyses est excellent. Enfin, le travail de recherche propose une approche analytique originale pour déterminer la pression hydrodynamique induite par un mouvement harmonique du sol dans un réservoir de barrage. La méthode tient compte de la compressibilité de l'eau et de la réflexion des ondes au fond du réservoir. Outre la technique de résolution mathématique développée, pouvant être adaptée à d'autres problèmes similaires d'interaction fluide-structure, la méthode proposée présente l'intérêt de pouvoir être facilement incorporée dans un logiciel d'analyse structurale de barrages. Les résultats obtenus sont en très bon accord avec une méthode de calcul numérique plus classique.