ABSTRACT
La majorité des barrages-voûtes ont été conçus avant 1990 et sans appliquer les méthodes modernes d’évaluation des risques sismiques. Cet article présente une revue ainsi qu’une mise en pratique des pratiques actuelles et propose un mécanisme de rupture supplémentaire aux mécanismes habituellement considérés en situation sismique, en s’appuyant sur la simulation numérique. Il propose également des critères de performance et des méthodes de modélisation pour évaluer les marges de sécurité qui y sont associées. Dans un second temps, l’article présente la justification au séisme du barrage d’Enguri dans un contexte de forte sismicité et le retour d’expérience de la justification de 6 voûtes françaises soumises à une sismicité modérée. L’article propose un rappel des pratiques considérées par les auteurs comme étant l’état de l’art pour évaluer leur comportement sous séismes modérés à sévères.
2574Il est généralement admis qu’un séisme peut uniquement induire des fissures verticales (joint entre plots) et horizontales (reprises de bétonnage) dans un barrage-voûte. De même des mouvements relatifs sont également jugés possibles à l'interface barrage/fondation. En revanche, en l’absence d’une sollicitation excessive à la compression du béton, une fissure n’est généralement pas jugée critique dans le comportement. Au-delà de l’analyse des contraintes sismiques, le glissement de volumes rocheux et le basculement dynamique d’un plot vers l’amont font partie des mécanismes de rupture généralement vérifiés lors des analyses.
En parallèle, les modèles physiques et les simulations numériques semblent montrer que les mécanismes de rupture des barrages-voûtes concernent principalement la partie supérieure avec la désolidarisation de partie d’ouvrage sans pour autant qu’il n’existe d’approche commune pour définir et estimer l’état limite ultime associé.
L‘analyse sismique du barrage d’Enguri, l'un des plus hauts barrages-voûtes, devant être vérifié pour un séisme dont l’accélération maximale au rocher est proche de 1g, a révélé des contraintes de cisaillement élevées dans le béton, loin des appuis du barrage, cohérentes avec les déformées modales de la voûte. Ce sont donc des contraintes qui ne sont pas subies par le barrage en situation statiques et suggérant un mécanisme de rupture potentiel impliquant la projection de portions du barrage vers l'aval en cas de sollicitation excessive. L’article détaille alors les principes de caractérisation et d’évaluation des marges de sécurité vis-à-vis de ce mécanisme de rupture. Par ailleurs, il rappelle les critères de performance et les méthodes d‘analyse des marges de sécurité pour les mécanismes de rupture déjà analysés par la profession.
En complément des résultats présentés pour une voûte construite en zone de forte sismicité, l’article présente également une synthèse des résultats d’analyses sismiques pour 6 barrages-voûtes situés France métropolitaine en zones de sismicité faible à modérée. Cette synthèse fournit des ordres de grandeur utiles à connaitre pour la vérification des modélisations. Elle met en évidence également que pour des voûtes en zone sismique modérée, il apparait peu vraisemblable qu’un mécanisme de défaillance en partie supérieure (par basculement d’un bloc vers l’amont ou cisaillement le long d’une surface en partie supérieure) ne soit initié.
