Etude d'un barrage

S’assurer de la stabilité des infrastructures est primordial lorsqu’il s’agit de lourds investissements. Celle ci dépend de différents paramètres géologiques, structuraux, mécaniques et hydrauliques qui ne peuvent être déterminés seulement par des études spécifiques. C’est dans ce contexte que les études d’avant-projet prennent tout leur sens. La connaissance d’un sol, des écoulements d’eau dans ce sol et des propriétés des matériaux de construction permettent d’éviter des dégâts et de s’assurer du bon fonctionnement de l’infrastructure. Dans le présent projet, on souhaite analyser la stabilité d’un barrage constitué de 5 couches de matériaux aux caractéristiques mécaniques et hydrauliques différentes. L’analyse se fera à l’aide des logiciels Slide (Méthode de l’équilibre limite) et Phase 2 (Méthodes des éléments finis).

Modélisation du barrage

Le barrage (Figure 1) est constitué de 5 couches:

Le barrage repose sur un rock supposé imperméable (ks= 10-8 m/s) et indéformable (c’= 1 MPa et 𝜑’= 40 °). La longueur du barrage est d’environ 265 mètres et sa hauteur de 60 mètres.

Le barrage est destiné à retenir de l’eau en amont. Le niveau d’eau est estimé à environ 55 mètres de hauteur. La section gauche du barrage et la partie gauche de la surface du rock sont donc soumises à des efforts dus à la charge hydraulique. Les autres surfaces sont considérés comme libres. Les autres contours du rock sont, eux, totalement isolés.

Figure 2: Modélisation du barrageÉtude de la stabilité du barrage par la méthode de l’équilibre limite

Le barrage à été modélisé dans le logiciel Slide tel que décrit précédemment.

Le logiciel Slide propose un calcul du coefficient de sécurité par différentes méthodes. Pour les calculs suivants, la méthode de Bishop a été utilisée. Elle se formule ainsi:

Pour chaque noeud de la maille et pour des rayons différents, Slide définit des cercles de glissements potentiels et calcule le facteur de sécurité correspondant en itérant la formule de Bishop avec un facteur de sécurité initial égal à 1. En affichant le facteur de sécurité minimal, on connait ainsi la surface pour laquelle le risque de rupture est le