ABSTRACT
L’approche basée sur le risque est devenue la norme contemporaine pour évaluer la sécurité des barrages existants, facilitant ainsi la planification efficace des mesures de réhabilitation et l’utilisation efficiente des ressources limitées. Cette approche prend en compte de manière exhaustive les divers modes de défaillance potentiels et estime leurs probabilités de défaillance pour toutes les causes plausibles. Dans ce contexte, cette étude vise à évaluer la vulnérabilité sismique d’un barrage-poids en béton, en se concentrant spécifiquement sur le mode de défaillance par glissement à la base. L’étude de cas utilise un modèle couplé 2D Barrage-Fondation-Réservoir (DFR) développé avec le logiciel Abaqus, en tenant compte des effets de la non-linéarité à la fois des contacts et des matériaux. La non-linéarité des matériaux est implémentée à l’aide du modèle de Plasticité avec Endommagement du Béton (CDP), et la non-linéarité des contacts est implémentée à travers le Modèle de Zone Cohésive (CZM). Les éléments structuraux sont intégrés dans le barrage et la fondation, tandis que des éléments acoustiques représentent le réservoir ; des éléments infinis sont utilisés à la périphérie de la fondation. Le barrage est soumis à des charges 2331gravitationnelles, hydrostatiques, de soulèvement, et hydrodynamiques, en plus de l’effet combiné des mouvements du sol horizontaux et verticaux. Une série de 55 enregistrements de mouvements sismiques a été sélectionnée, en utilisant le spectre moyen conditionnel (CMS) couvrant une gamme de cinq périodes de retour s’étendant de 475 à 10 000 ans. Un ensemble complet de 330 simulations non linéaires a été réalisé pour étudier l’impact sur le déplacement du couronnement lors de la comparaison entre les interactions liées et cohésives à l’interface barrage-fondation. De plus, les simulations ont examiné des conditions spécifiques, comme avec et sans pression de soulèvement, afin de déterminer dans quel scénario le glissement à la base devient un facteur de risque critique. Les paramètres de réponse du système, tels que le déplacement relatif à la base et au couronnement, ont été utilisés pour développer les courbes de fragilité pour les états limites définis et les indices de dommage. Les courbes de fragilité basées sur le déplacement relatif du couronnement et le glissement à la base sous diverses intensités sismiques offrent une perspective probabiliste sur la probabilité que le barrage subisse différents niveaux de dommages. Il a été observé que les modèles avec contact cohésif à l’interface barrage-fondation présentent des valeurs de déplacement au sommet inférieures par rapport aux modèles liés, entraînant des estimations de fragilité plus faibles. De plus, une différence notable de déplacement à la base, au niveau du talon et de la pointe du barrage, a été observée, avec des valeurs plus élevées au niveau du talon. Pour étudier le comportement du glissement à la base, les paramètres du modèle sont choisis de manière que le mode de défaillance par glissement à la base soit plus dominant que le mode de défaillance basé sur le déplacement. Enfin, les résultats de l’étude offrent des informations précieuses sur la manière dont les hypothèses du modèle, la simulation des contacts et la prise en compte de la pression de soulèvement influencent l’évaluation globale de la vulnérabilité sismique des barrages-poids en béton.
