ABSTRACT
En 2018, les recommandations du CFBR pour la justification du comportement des barrages-voûtes ont proposé la prise en considération de chargements thermiques dits « majorés » pour l’analyse du comportement des ouvrages présentant une vulnérabilité aux conditions thermiques.
En effet, le comportement des barrages-voûtes – d’autant plus que la voûte est mince – est généralement fortement influencé par les sollicitations thermiques. En été, l'expansion du béton génère un déplacement de la voûte vers l'amont, ce qui peut conduire dans certains cas à l'ouverture de fissures sur le parement aval parallèlement aux appuis et/ou à l'instabilité de culées-poids. En hiver, la voûte se déplace vers l'aval, augmentant l'ouverture de l'interface barrage-fondation au niveau du pied amont des voûtes concernées par ce mécanisme.
Cet article présente une méthodologie robuste d’EDF concernant la prise en compte des événements météorologiques exceptionnels, pour la justification du comportement des barrages-voûtes, applicable dans des pays présentant des variations saisonnières de températures.
Cette méthodologie a été développée pour caractériser l’augmentation du chargement thermique d’un barrage-voûte en utilisant la méthode HSTT. Celle-ci répond aux exigences réglementaires françaises pour l’évaluation du comportement des barrages-voûtes, qui recommandent d’étudier plus finement certains barrages présentant une vulnérabilité aux conditions thermiques. Bien que la méthode ne s’applique qu’aux barrages en exploitation existants depuis de nombreuses années, qu’elle exige des mesures fiables et qualifiées de la température de l’air et du déplacement de la crête du barrage, celle-ci possède également de nombreux aspects positifs. Son uniformité tout d’abord, permet de traiter l’ensemble des ouvrages dans des conditions égales. Simple à mettre en œuvre, elle limite l’exigence des hypothèses relatives aux propriétés thermiques des matériaux et au choix de scénarios climatiques. Enfin, elle s’appuie sur des données d’auscultation représentatives du comportement réel du barrage.
La prise en compte de chargements thermiques décennaux n’a eu en général qu’un impact limité vis-à-vis de la justification du comportement des ouvrages sous chargement thermique. Dans la majorité des cas, leur modélisation ne fait pas apparaître de sensibilités qui n’avaient pas déjà été mises en évidence avec les 1758chargements saisonniers moyens. Les chargements thermiques décennaux apparaissent donc davantage comme des études de sensibilité vis-à-vis d’un mécanisme de défaillance potentiel. Néanmoins, dans certains cas, des calculs complémentaires avec une modélisation plus poussée ont parfois été engagés pour justifier un mode de défaillance potentiel.
Ces conclusions, issues de modèles numériques, sont cohérentes avec les observations relayées par l’auscultation fine des ouvrages lors d’évènements climatiques exceptionnels, tels que la canicule 2022 en France. La surveillance rapprochée de certaines voûtes particulièrement vulnérables aux conditions thermiques à l’occasion de cet épisode caniculaire est une approche prudente proposée par l’ingénierie. Cette surveillance rapprochée a permis de collecter des mesures d’auscultation dans des situations atypiques qui aideront à mieux caler les modèles de comportement de barrages. Le Retour d’Expérience de cette surveillance met également en évidence quelques difficultés de réalisation de mesures, qui peuvent toutefois être anticipées. Au final, la surveillance rapprochée à l’été 2022 a permis de confirmer le bon comportement des voûtes sensibles thermiquement grâce à une parfaite réversibilité des phénomènes surveillés.
