ABSTRACT
La compréhension par les ingénieurs du phénomène de liquéfaction et d’amollissement cyclique des sols sous l’effet de tremblements de terre s’est nettement améliorée au cours des cinquante dernières années. Il en est de même pour le développement des méthodes d’évaluation des effets de ces phénomènes sur les performances des barrages. Le comportement des sols sans cohésion et cohésifs sous charge cyclique joue un rôle essentiel dans la stabilité sismique de certains ouvrages clés. Cette communication présente un cas concret: l’évaluation sismique du barrage de Gatún, l’un de ces ouvrages clés.
Situé près de la côte Atlantique du Panama, dans une région à forte activité sismique, le barrage retient le lac Gatún, la principale voie navigable du canal de Panama. Le barrage a été construit par remblayage hydraulique entre ١٩٠٧ et ١٠١٤ et repose, en partie, sur des dépôts profonds de sols alluviaux, intertidaux et marins. Le barrage est situé dans une région à forte activité sismique et pourrait être touché par de grands tremblements de terre. Les critères de conception exigeaient 125une analyse du barrage pour deux événements de projet: un tremblement de terre d’évaluation de sécurité d’une magnitude de ٦,٩ m avec des mouvements de sol caractérisés par une accélération maximale du sol dans les roches (PGA) de ٠,٥٢ g sur le site, et un tremblement de terre de niveau de fonctionnement d’une magnitude de ٦,٩ m avec une accélération maximale du sol de ٠,٣٢ g.
L’évaluation sismique du barrage comprenait l’application de procédures établies récemment pour l’évaluation de la susceptibilité des sols à la liquéfaction et le potentiel de liquéfaction, pour la caractérisation de la résistance résiduelle des sols liquéfiés et pour l’évaluation du potentiel d’amollissement cyclique des sols cohésifs ainsi que de leur résistance post-cyclique. Les conclusions ont été que la liquéfaction s’était déclenchée dans de grandes parties du remblayage hydraulique du barrage au cours des tremblements de terre de projet, mais n’est pas censée survenir dans les sols des fondations. La dégradation cyclique des sols argileux non susceptibles à la liquéfaction est censée être limitée.
Les analyses de stabilité sismique indiquent qu’il est probable que le barrage subisse des déformations pendant les tremblements de terres de projet. Toutefois, les analyses indiquent qu’il est probable que le barrage conserve sa stabilité après le tremblement de terre. Le déplacement vers l’amont du barrage sera probablement limité par l’effet de contrefort de la retenue et des digues en roche en amont du barrage. Toutefois, les déformations en aval pourraient mener à une fissuration longitudinale à la surface, près de la crête. Le tassement des remblais peut aussi causer des fissurations transversales à la crête et au contact entre le barrage et les murs d’approche de l’évacuateur de crue, et le mur des ouvrages d’écluse. Le potentiel de fissuration transversale complète au niveau du barrage sera atténué par la grande largeur du remblai.
Des déformations supplémentaires sont probables au fur età mesure de la dissipation des pressions interstitielles excédentaires dans les matériaux du remblai et de la fondation après le tremblement de terre. Ces déformations pourraient exacerber l’étendue des dommages causés au remblai et de la fissuration apparaissant immédiatement après le tremblement mais ne dépassent pas la revanche, et on ne s’attend pas à un déversement sur le barrage après le tremblement de terre.
