Comité Français des Barrages et Réservoirs

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Application des méthodes d’analyse de fiabilité pour l’évaluation de la sûreté des barrages existants


Claudio CARVAJAL, Laurent PEYRAS, Anthony MOUYEAUX (IRSTEA), Pierre BREUL (Univ. Clermont Auvergne, Institut Pascal), Xiangfeng GUO (Univ. Grenoble Alpes), Daniel DIAS (Antea Group)

Éditeur : Comité Français des Barrages et Réservoirs - CFBR - ISBN 979-10-96371-09-9

Colloque : Justification des barrages : état de l’art et perspectives - Chambéry, France
Année d’édition 2019

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Title : Application of reliability analysis methods for safety assessment of existing dams

Résumé
L’évaluation d’une probabilité de défaillance vis-à-vis d’un mécanisme de rupture d’un barrage constitue une difficulté majeure dans la réalisation des études d’analyse de risque de ces ouvrages. Dans la quasi-totalité des études de dangers, l’évaluation d’une telle probabilité de défaillance est effectuée par des méthodes d’analyse des risques basées essentiellement sur le jugement expert. Dans ce cadre, les méthodes d’analyse de fiabilité des structures constituent une démarche intéressante pour l’évaluation probabiliste de la sûreté des barrages. Ces méthodes consistent à modéliser les incertitudes sur les chargements et les propriétés des matériaux d’un ouvrage par des variables aléatoires, lesquelles sont intégrées dans les calculs de stabilité permettant d’évaluer ensuite une probabilité de défaillance vis-à-vis du mécanisme de rupture analysé. Cette communication présente des applications des méthodes d’analyse de fiabilité sur des cas de barrages existants, en valorisant les données disponibles sur ces ouvrages. Elle synthétise des travaux de recherche et développement à IRSTEA sur ce domaine depuis une dizaine d’années. Après une description des principes d’une analyse de fiabilité, cette communication présente trois exemples d’application de ces méthodes à des barrages existants : la modélisation probabiliste de l’état-limite de glissement avec ouverture de fissure d’un barrage-poids ; la modélisation probabiliste de fondations rocheuses d’un barrage-poids avec un modèle numérique comportant des familles de discontinuités ; et la modélisation probabiliste du mécanisme de glissement d’un barrage en remblai tenant compte de la variabilité spatiale des matériaux.

Abstract
Assessing the probability of dam failure is a major difficulty in conducting a dam risk analysis study. In almost all hazard studies, the assessment of such a probability of failure is carried out by risk analysis methods based mainly on expert judgement. In this context, structural reliability analysis methods are an interesting approach for the probabilistic assessment of dam safety. These methods consist of modelling uncertainties on loads and material properties by random variables, which are integrated into the stability calculations to then assess a failure probability with respect to the failure mechanism of the analyzed dam. This paper presents applications of reliability analysis methods on cases of existing dams, highlighting the data available on these structures. This article summarizes IRSTEA’s research and development work in this field over the past ten years. After a description of the principles of reliability analysis and associated methods, this paper presents three examples of how these methods can be applied to existing dams : probabilistic modelling of the sliding/shear limit-state with crack opening of a gravity dam ; probabilistic modelling of rock foundations of a gravity dam with a numerical model including sets of discontinuities ; and probabilistic modelling of the slope stability of an embankment dam taking into account the spatial variability of the soils properties.

Citation
CARVAJAL, PEYRAS & Al. Application des méthodes d’analyse de fiabilité pour l’évaluation de la sûreté des barrages existants. In Colloque Justification des barrages : Etat de l’art et Perspectives. Chambéry : CFBR - 27,28 novembre 2019. ISBN 979-10-96371-09-9. doi : 10.24346/cfbr_colloque2019_a11


Voir aussi : Colloque Justification des barrages : état de l’art et perspectives

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