CFBR

doi_cfbr_colloque2019_e14

Patrick Le Delliou — 2019-11-21T18:37:20Z

Evaluation du potentiel d'affouillement en aval du barrage de Laouzas

Benoit BLANCHER, François MOREL (EDF CIH), Alain FELZINES (EDF UP SO)

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

Title : Laouzas dam downstream scour assessment

Résumé
Le barrage de Laouzas est une voûte en béton à double courbure de 52 m de hauteur situé sur la Vèbre dans le Tarn. Le barrage est fondé sur des roches de type granite et migmatites. Il est doté d'un déversoir de surface comportant trois passes vannées et d'une vanne de fond à jet creux. Les vannes segment équipant les passes sont positionnées de telle sorte que, lorsqu'elles fonctionnent, leur couteau est systématiquement situé en amont de la crête du déversoir.
Aucun déversement majeur n'a été observé depuis la construction du barrage (1961 - 1965). Les crues sont évacuées en priorité par la vanne de fond et sont fortement laminées par la retenue. Les rares déversements observés ont induit localement au pied aval une fosse dont la profondeur atteint ponctuellement 5 m le long de la rive droite.
Le granite et la migmatite en aval du barrage ont une résistance à la compression plutôt élevée. Le schéma de fracturation du massif rocheux comprend 3 à 4 ensembles de joints, sains et fermés en profondeur, dont le pendage est quasi vertical et dont l'espacement est d'au moins 1 m. Un autre ensemble de joints, appelés « joints de desquamation », affecte le rocher dans la partie centrale de la vallée. Le pendage de ces joints est quasiment horizontal en fond de vallée. En 2007, 132 ancrages passifs scellés au rocher sur toute leur longueur (6 m), ont été installés dans la zone potentiellement affectée par la chute des jets issus de l'évacuateur de crues.
EDF a souhaité mener une étude numérique pour évaluer le potentiel d'érosion en aval du barrage en utilisant le modèle global d'affouillement développé par E. Bollaert et pour quantifier le bénéfice apporté par les ancrages au rocher. Ce modèle est basé sur la physique du phénomène et permet de prédire le potentiel d'affouillement avec le temps en fonction de différents mécanismes de rupture du rocher (fracturation de la masse rocheuse, soulèvement d'un bloc rocheux et décollement). Le modèle a été calibré à l'aide des déversements passés et grâce à l'évolution observée de la zone d'érosion, surveillée depuis 1966 après chaque déversement significatif. Les résultats obtenus montrent qu'un approfondissement de la fosse est possible notamment pour une succession de crues de temps de retour elevés, en l'absence d'action corrective entre chaque épisode de déversement. La stabilisation du massif rocheux par des ancrages passifs réduit considérablement le risque de soulèvement du rocher ancré dans les zones les plus critiques et contribue à la préservation de l'intégrité de la butée rocheuse à l'aval des plots centraux du barrage lors de l'évacuation des crues.

Citation
BLANCHER, MOREL, FELZINES. Evaluation du potentiel d'affouillement en aval du barrage de Laouzas. 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_e14

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

Cette œuvre est mise à disposition selon les termes de la licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale – Pas de Modification 3.0 France.

doi_cfbr_colloque2019_e13

Patrick Le Delliou — 2019-11-21T18:36:31Z

Etude du potentiel d'érosion du chenal en aval des vannes de fond du barrage de Petit-Saut par application des critères EGSI et RMEI

Anaïs FAIVRE, Benoit BLANCHER, Florence LAFON (EDF CIH), Thierry LETURCQ (EDF TEGG)

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

Téléchargement : Actes du colloque

Title : Scour assessment of the Petit-Saut dam bottom outlet channel following eGSI and RMEI criteria

Résumé
Les vannes de fond du barrage de Petit-Saut (Guyane) ont évacué des crues importantes, notamment une crue centennale au printemps 2000. Les récentes inspections bathymétriques ont révélé une érosion marquée du chenal rocheux en aval du radier en béton de cet évacuateur de crues. Afin de caractériser l'évolution potentielle de l'érosion à l'avenir et évaluer les risques éventuels pour la stabilité des structures de l'aménagement, EDF a mené une étude en appliquant la méthode proposée par S. Pells en 2016.
Cette méthode d'évaluation du risque d'érosion en aval des évacuateurs de crues repose sur la caractérisation de l'érodabilité du massif rocheux et des conditions hydrauliques d'évacuation des crues. Le risque d'érosion est alors déduit à partir de l'abaque puissance dissipée - indice d'érodabilité proposé par S. Pells. Cet abaque définit 5 classes d'érosion à partir de 118 références provenant de 26 évacuateurs de crues de barrages en Australie, Afrique du Sud et Etats-Unis.
Les résultats confirment que la fosse d'érosion observée correspond à une fondation rocheuse dont l'érodabilité est avérée quelle que soit la puissance à dissiper. En revanche, le massif rocheux au plus près du radier de l'évacuateur de fond sur environ 15 mètres, qui est très compact et sain, présente une érodabilité qualifiée de négligeable à faible. Une érosion régressive vers le radier de l'évacuateur de crues du barrage semble donc très peu probable.

Abstract
The Petit-Saut dam bottom outlet (Guiana) released important discharges, especially during a 100-year flood in spring 2000. Recent bathymetric surveys revealed that important erosion occurred in the bottom outlet channel, downstream of the concrete slab. In order to assess the evolution of scour and to anticipate potential damages to the facility, EDF undertook a study following the scour assessment method developed by S. Pells.
This method of assessment of scour risks in spillways is based on the assessment of both rock mass scour vulnerability and hydraulic conditions during flow releases. The scour vulnerability of the channel is then deduced using the comparative chart as published in S. Pells thesis. This chart was set using 118 references from 26 dam spillways in Australia, South Africa and USA. A rock mass index is used to compare rock conditions, the unit stream power dissipation is used to compare hydraulic conditions and 5 erosion classes are defined.
The results confirm that the observed scour hole corresponds to a rock mass which is highly vulnerable to erosion. In constrast, the rock mass immediately downstream of the concrete slab, which is a fresh and competent granite, is expected to be subject to negligible to minor erosion. A large erosion undercutting the spillway slab seems to be unlikely.

Citation
FAIVRE, BLANCHER, LAFON, LETURCQ. Etude du potentiel d'érosion du chenal en aval des vannes de fond du barrage de Petit-Saut par application des critères EGSI et RMEI. 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_e13

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

Cette œuvre est mise à disposition selon les termes de la licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale – Pas de Modification 3.0 France.

doi_cfbr_colloque2019_e12

Patrick Le Delliou — 2019-11-21T18:35:43Z

Evaluation du potentiel d'affouillement des fosses de dissipation en aval de barrages – retours sur la conception du barrage de Janneh et sur l'exploitation du barrage de Yate

Thomas PINCHARD, Benoit BLANCHER (EDF CIH), Serge ROUSSIN (ENERCAL), Lucie ALAZARD, Pierre-Etienne LOISEL (ARTELIA)

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

Téléchargement : Actes du colloque

Title : Scour risk evaluation in dam plunge pools – Sharing the experience of Yaté spillway operation and Janneh spillway design

Résumé
Le fonctionnement des évacuateurs de crues des barrages est susceptible d'engendrer des érosions en aval des barrages qui peuvent avoir un impact sur leur stabilité. Afin de maîtriser un tel risque, le concepteur doit prendre en compte cette problématique, en optimisant la dissipation d'énergie, mais aussi en estimant les affouillements probables (profondeur et extension) pour les évènements courants et exceptionnels.
Dans ce domaine où il n'existe pas de règle de conception qui fait consensus tant la problématique est complexe, le retour d'expérience sur l'affouillement généré par les évacuateures de crues, constaté ou modélisé, est essentiel. On présente ici les enseignements tirés de l'exploitation d'un modèle réduit à fond mobile (projet du barrage de Janneh - Liban) ainsi que ceux tirés du fonctionnement d'un évacuateur de crues prototype (barrage de Yaté – Nouvelle-Calédonie) et l'évolution de l'érosion associée.
L'analyse de ces deux exemples permet de mettre en évidence la nécessité de réaliser des modélisations hydrauliques 3D, numériques ou - mieux - physiques, pour appréhender ces phénomènes à la conception des ouvrages, et proposer des adaptations le cas échéant pour améliorer la dissipation d'énergie. L'estimation de la profondeur d'affouillement doit aussi parfois considérer la durée de déversement, lorsque la cinétique de creusement est plus lente que les durées de déversements estimées.

Abstract
Operation of spillways might result in scour downstream of dams which is likely to affect their stability. In order to control such risk, spillways shall be engineered considering the scour issue and designers shall optimize the energy dissipation. In addition, estimating the anticipated scour depth and dimensions in the downstream pool is necessary for ensuring the safety of the structures.
Scour process is a complicated matter and there is no international consensus on the estimation methods. In this context, sharing the lessons learnt from previous experiences, in design or operation of spillways, is essential. Here, two examples are presented : feedback from the physical model of the Janneh dam spillway (Lebanon), incorporating loose material to represent scour, and feedback from the operation of the Yate dam spillway (New Caledonia) and measured scour.
These two projects confirm that 3D modelling, numerical or physical whenever possible, is mandatory at design stage to ancipate these complex phenomena and to optimize the energy dissipation. Scour estimation shall also consider the duration of operation when scour cinetic is slower than the expected spilling duration.

Citation
PINCHARD, BLANCHER, ROUSSIN, ALAZARD, LOISEL. Evaluation du potentiel d'affouillement des fosses de dissipation en aval de barrages – retours sur la conception du barrage de Janneh et sur l'exploitation du barrage de Yate. 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_e12

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

Cette œuvre est mise à disposition selon les termes de la licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale – Pas de Modification 3.0 France.

doi_cfbr_colloque2019_e11

Patrick Le Delliou — 2019-11-21T18:34:55Z

Erosion externe des barrages et des digues

Jean-Robert COURIVAUD (EDF CIH), Luc DEROO (ISL), Stéphane BONELLI (IRSTEA)

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

Téléchargement : Actes du colloque

Title : External erosion of dams and dikes

Résumé
Cette communication dresse tout d'abord un panorama des données sur les ruptures par surverse des barrages en remblai et des digues, ainsi que les actions menées récemment au niveau national et international pour synthétiser et faire progresser l'état de l'art : GT CFBR, Workshop International d'Aussois de 2017, European Working Group on Overflowing and Overtopping Erosion. Elle propose ensuite une méthodologie d'analyse de ce mode de rupture et l'état de l'art associé à chaque étape. Enfin, elle présente la pratique et le retour d'expérience d'EDF dans l'analyse du risque d'érosion par surverse des barrages en remblai et des digues et pointe les lacunes de l'état de l'art actuel et les besoins de recherche et développement associés.

Abstract
This communication presents firstly an overview of statistics on embankment dam and levee failures by overflowing erosion, as well as recent actions conducted at a national or an international level to summarize and improve the state of the art : CFBR Working Group, 2017 Aussois International Workshop, European Working Group on Overflowing and Overtopping Erosion. A methodology for the analysis of this failure mode and the state of the art associated at each stage is then proposed. Finally, this communication presents the EDF practice and feed-back in the field of embankment dams and levees overflowing erosion risk analysis and it points out the gaps to be filled and the associated needs in research and development.

Citation
COURIVAUD, DEROO, BONELLI. Erosion externe des barrages et des digues. 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_e11

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

Cette œuvre est mise à disposition selon les termes de la licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale – Pas de Modification 3.0 France.

doi_cfbr_colloque2019_d17

Patrick Le Delliou — 2019-11-21T18:34:00Z

Comparaison de méthodes linéaires et non linéaires pour la justification au séisme du barrage de Chancy-Pougny

Mathieu FERRIERE, Jean-Pierre PERSON (CNR), Hazem CHARIF (SOLLERTIA), Stéphane ROSSIER (SCIA), Pierino LESTUZZI (EPFL-ENAC-IIC-IMAC)

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

Téléchargement : Actes du colloque

Title : Comparison of linear and non-linear methods for the seismic justification of the Chancy-Pougny Dam

Résumé
Le barrage de Chancy-Pougny situé sur le Rhône franco-suisse à une vingtaine de kilomètres en aval de Genève a fait l'objet d'études et de travaux de confortement parasismique de 2007 à 2017 à l'occasion du renouvellement de la concession octroyée en 2003 à la Société des Forces Motrices de Chancy-Pougny (SFMCP). C'est un barrage mobile en maçonnerie et béton armé datant de 1925, de classe B au sens de la règlementation française.
Fort de l'expérience des travaux qui ont été depuis achevés, l'article met en miroir les différentes approches calculatoires (linéaire et non-linéaire) successivement mises en œuvre avec les préconisations du rapport « risque sismique et sécurité des ouvrages hydrauliques » du MEDDE. Les résultats auxquels elles conduisirent sont présentés afin de mettre en évidence le grand potentiel de réduction des coûts qui peut être obtenu dans les projets de confortement parasismique des barrages, en faisant appel à des analyses sismiques non-linéaires (méthode basée sur les déplacements, push-over, etc…) par rapport à des analyses sismiques linéaires classiques (modèle EF élastique-linéaire, méthode du spectre de réponse, etc…).

Abstract
The Chancy-Pougny dam located on the French-Swiss Rhone, 20 km downstream of Genève was the subject of studies and seismic reinforcement work from 2007 to 2017 when the concession granted to the Société des Forces Motrices de Chancy-Pougny (SFMCP) was renewed in 2003. It is a mobile dam made of masonry and reinforced concrete dating from 1925, class B according to French regulations.
With the experience of the work that has since been completed, the article first presents the different computational approaches (linear and non-linear) that have been successively implemented and the results to which they have led. This will then make it possible to highlight the great potential for cost reduction that can be achieved in seismic reinforcement projects for dams, using non-linear seismic analyses (displacement-based method, push-over, etc.) compared to conventional linear seismic analyses (elastic- linear EF model, response spectrum method, etc.).

Citation
FERRIERE, PERSON & Al. Comparaison de méthodes linéaires et non linéaires pour la justification au séisme du barrage de Chancy-Pougny. 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_d17

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

Cette œuvre est mise à disposition selon les termes de la licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale – Pas de Modification 3.0 France.

doi_cfbr_colloque2019_d16

Patrick Le Delliou — 2019-11-21T14:21:22Z

Caractérisation en laboratoire du comportement de sols résiduels tropicaux compactés sous sollicitations dynamiques

Lila MOUALI, Daniel DIAS, Christophe POINCLOU, Eric ANTOINET (ANTEA GROUP), Jérôme DURIEZ, Guillaume VEYLON, Claudio CARVAJAL, Laurent PEYRAS (IRSTEA)

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

Téléchargement : Actes du colloque

Title : Laboratory characterization of compacted tropical residual soils under dynamic sollicitations

Résumé
La construction de barrages en terre en Guadeloupe, en zone de forte sismicité, a mis en évidence la nécessité d'approfondir la connaissance du comportement mécanique des sols argileux disponibles localement. Un programme de recherche a été engagé par l'IRSTEA et Antea Group pour mieux caractériser les sols tropicaux résiduels disponibles à partir d'essais d'identification physique, d'essais mécaniques monotones et des essais cycliques à la colonne résonnante et au triaxial dynamique. Cet article présente les résultats expérimentaux obtenus.

Abstract
La construction de barrages en terre en Guadeloupe, en zone de forte sismicité, a mis en évidence la nécessité d'approfondir la connaissance du comportement mécanique des sols argileux disponibles localement. Un programme de recherche a été engagé par l'IRSTEA et Antea Group pour mieux caractériser les sols tropicaux résiduels disponibles à partir d'essais d'identification physique, d'essais mécaniques monotones et des essais cycliques à la colonne résonnante et au triaxial dynamique. Cet article présente les résultats expérimentaux obtenus.

Citation
MOUALI, DIAS & Al. Caractérisation en laboratoire du comportement de sols résiduels tropicaux compactés sous sollicitations dynamiques. 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_d16

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

Cette œuvre est mise à disposition selon les termes de la licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale – Pas de Modification 3.0 France.

doi_cfbr_colloque2019_d15

Patrick Le Delliou — 2019-11-20T16:13:58Z

Apports de la prise en compte des interactions dynamiques avancées dans la justification au séisme des barrages rigides

Jean-Rémi LHERBIER, Frédéric ANDRIAN, Pierre AGRESTI (ARTELIA)

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

Téléchargement : Actes du colloque

Title : Effects of advanced dynamic interactions on seismic analyses of rigid dams

Résumé
La pratique actuelle de justification au séisme des barrages intègre la mise en œuvre de méthodes de calculs de niveaux de complexité croissants. Pour les barrages qui présentent un risque social significatif à l'aval, un calcul dynamique temporel est souvent recommandé. Le présent article se concentre sur cette dernière approche et son application pour les barrages rigides.
Le calcul des contraintes et des déplacements dans un barrage rigide en situation sismique nécessite la modélisation du barrage et de son interaction avec la fondation et le réservoir. Cette interaction peut être prise en compte avec des degrés de complexité variables.
D'un point de vue de l'interaction entre le barrage et la fondation, l'état de l'art considérait jusqu'à très récemment une fondation non-pesante. Seule la raideur du rocher était alors prise en compte dans les calculs. La mise en œuvre d'une fondation pesante avec des frontières radiatives est aujourd'hui de plus en plus utilisée par la profession.
Par ailleurs, la modélisation de l'interaction avec le réservoir se limitait assez fréquemment à la mise en œuvre de masses ajoutées sur le parement amont du barrage. Les approches de calculs ont néanmoins connu quelques évolutions utilisant la formulation intégrale. Ces dernières années, la modélisation de l'eau du réservoir en tant qu'éléments compressibles devient réalisable.
L'article rappelle les conditions qui ont permis de démontrer que seule l'utilisation des méthodes les plus avancées permet de retrouver l'amplitude du comportement sismique mesuré dans le cas du barrage-poids japonais de Tagokura.
Ensuite, l'analyse de la réponse des modèles numériques du barrage de Janneh et de Sainte-Engrâce est effectuée afin de mettre en lumière les apports de la prise en compte avancée de ces interactions dynamiques. Dans ce sens, la différence entre les réponses des modèles simplifiés et avancés est mise en évidence. L'utilité des modèles simplifiés est discutée, l'apport des modèles plus complexes mais également leurs limites sont analysés.

Abstract
It is state-of-the-art to carry out several calculation approaches with increasing level of complexity when assessing the seismic stability of dams. If there is a significant risk downstream in case of failure during a seismic event, time history analyses are generally required. The current paper focuses on this type of analysis and on its application to rigid dams.
The stress-strain analysis of dams under seismic loads requires a numerical model of the dam, but also to consider its interaction with the foundation and the reservoir. This interaction may be taken into account by means of various levels of complexity.
Regarding the dam / foundation interaction, it was common practice until recently to consider a massless foundation. The foundation stiffness only was considered. However, foundation with mass and free-field boundary conditions tend to be more and more used.
On the other hand, the dam / reservoir interaction was frequently modeled by means of added masses applied on the dam upstream face. Some intermediate evolution in numerical approach has shown the boundary element method put into use. Nowadays, it is possible to directly model the reservoir as elements which take into account its compressibility.
This paper reminds the conditions and the assumptions, which have allowed the dynamic behavior of the Tagokura dam to be replicated with a high accuracy. More specifically, only the most complex numerical approach was able to simulate without a high value of artificial damping the monitored accelerations of the dam.
Then, the numerical models of Janneh and Sainte-Engrâce dams are described and analyzed in order to highlight the effects of advanced dynamic interactions. For this purpose, comparisons between simplified and advanced modelling approaches are carried out. The practicality of the simplified modelling approach is discussed, and the benefits owing to the advanced modelling approach as well as its limits are detailed.

Citation
LHERBIER, ANDRIAN, AGRESTI. Apports de la prise en compte des interactions dynamiques avancées dans la justification au séisme des barrages rigides. 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_d15

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

Cette œuvre est mise à disposition selon les termes de la licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale – Pas de Modification 3.0 France.

doi_cfbr_colloque2019_d14

Patrick Le Delliou — 2019-11-20T12:26:57Z

Modélisation numérique de la stabilité du barrage de Moreau en conditions dynamiques

Daniel BILLAUX, Rima GHAZAL (ITASCA), Patrick SOULAT, Stephen BONNET, Mathieu LE FLOCH (SUEZ CONSULTING)

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

Téléchargement : Actes du colloque

Title : Numerical modeling of moreau dam stability in dynamic condition

Résumé
Le barrage de Moreau est en cours de construction en Guadeloupe (Basse Terre-commune de Goyave). C'est un barrage en remblai de 27 m de hauteur, pour un volume de stockage d'environ 1hm3. La fondation est constituée de roches altérées d'origine volcanique : coulée andésitique et projections pyroclastiques (lapillis). Les mêmes lapillis, issus du site, constituent le remblai.
Le barrage et sa fondation ont été modélisés aux Différences Finies (FLAC), en intégrant la génération des pressions interstitielles sous séisme. Le calcul d'initialisation statique a été mené en conditions drainées, sans génération de pressions interstitielles durant la construction. Pour le régime dynamique, la loi de comportement PM4Sand a été adoptée. PM4Sand est un modèle de plasticité du sable pour des applications de génie sismique implémenté dans FLAC. Il a été développé dans le cadre théorique présenté par Dafalias et Manzari (2004), avec une surface de plasticité contrôlée par un rapport de contrainte, compatible avec la notion d'état critique. Il a été calibré sur la base des résultats d'essais triaxiaux cycliques réalisés sur le substratum de fondation.
Les résultats des calculs ont amené à adapter la conception du barrage, en simplifiant sa géométrie, en purgeant les cinq premiers mètres de fondation dans le fond de vallée (alluvions et substratum très altéré), et en renforçant le drainage de la fondation aval.

Abstract
The Moreau dam is located in Guadeloupe (Basse Terre-commune of Goyave). The 27 m high embankment, with a storage volume of approximately 1 million cubic meters, is currently under construction. The foundation consists of volcanic rocks : andesitic flow and pyroclastic projections (lapillis). The embankment material is made of the same lapillis.
The dam and its foundation were modelled by Finite Differences (FLAC), integrating pore pressure generation under earthquake. For static initialization, drained conditions were assumed. For the dynamic simulation, the PM4Sand constitutive law was adopted. PM4Sand is a sand plasticity model for geotechnical seismic engineering applications implemented in FLAC. Its theoretical framework (Dafalias and Manzari, 2004), includes a plasticity surface controlled by a stress ratio, compatible with the notion of critical state. It was calibrated based on the results of cyclic triaxial tests carried out on the foundation substratum.
The results of the calculations led to adapting the design of the dam, simplifying its geometry, purging the first five meters of foundation in the valley floor (alluvium and heavily weathered bedrock), and strengthening the drainage of the downstream foundation.

Citation
BILLAUX, GHAZAL & Al. Modélisation numérique de la stabilité du barrage de Moreau en conditions dynamiques. 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_d14

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

Cette œuvre est mise à disposition selon les termes de la licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale – Pas de Modification 3.0 France.

doi_cfbr_colloque2019_d13

Patrick Le Delliou — 2019-11-20T12:26:09Z

Modélisation du comportement au séisme des remblais saturés avec Code-Aster

Philippe KOLMAYER, Astrid MONDOLONI (EDF CIH), Marc KHAM, Vinicius ALVES FERNANDES (EDF R&D)

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

Téléchargement : Actes du colloque

Title : Modelling the seismic behaviour of saturated embankment dams with Code-Aster

Résumé
Les barrages en remblai sont le type de barrage le plus sensible aux séismes, notamment lorsqu'ils présentent un risque de montée de pression interstitielle. De nombreux désordres observés sur plusieurs d'entre eux suite à des phénomènes de liquéfaction dans la structure ou en fondation en attestent. Cependant, les remblais modernes, mieux compactés, résistent souvent bien malgré des sollicitations sismiques pouvant être très élevées. Les méthodes d'analyse doivent pouvoir rendre compte de ces deux constats pour être sécuritaire et économique. Des modélisations numériques avancées, fortement non linéaire, permettent de satisfaire ces deux objectifs.
La présente communication vise à décrire la méthodologie développée par EDF autour de la loi de comportement de Hujeux et de Code_Aster applicable pour reproduire toutes phases de la vie d'un barrage en remblai (construction, mise en eau, séisme, réplique, vidange rapide).
L'utilisation des éléments finis permet de modéliser les structures en remblai dans toutes leur complexité géométrique, (en particulier des barrages zonés) dont les matériaux constitutifs ou de fondation sont susceptibles de présenter des montées de pression interstitielle. L'approche couplée en contraintes effectives permet d'intégrer les effets favorables des dissipations de pression, mais aussi de prédire le comportement post-sismique des structures, voire éventuellement d'enchainer plusieurs calculs sismiques ou de justifier des effets d'un confortement en statique ou au séisme.
Le modèle de Hujeux est brièvement présenté et sa capacité à représenter les phénomènes physiques essentiels du comportement cycliques est illustrée. Les spécificités numériques de la méthodologie concernant les conditions aux limites, les conditions initiales et l'amortissement sont exposées. Enfin la méthodologie est mise en œuvre sur deux cas extrêmes de comportement de barrage en remblai au séisme : le glissement du parement amont du barrage de Von Norman Inférieur lors du séisme de San Fernando ; le bon comportement du barrage d'Aratozawa lors du séisme de Iwate-Miyagi pour lequel des enregistrements de l'accélération et des mesures de pression interstitielle dans le remblai rendent possible une validation quantitative de la méthodologie.

Abstract
Embankment dams are the most sensitive type of dam to earthquakes, as can be seen from the disturbances observed on several of them following the liquefaction of the materials constituting the embankment or foundation. On the other hand, modern embankments are able to withstand very high seismic loads.
Methods of analysis must be able of accounting for these two findings in order to be safe and economical. Highly non-linear numerical modelling approaches satisfy both objectives. This communication describes the methodology developed by EDF around the constitutive model of Hujeux and Code-Aster to analyze any phase of the life of an embankment dam (construction, impoundment, earthquake, aftershock, rapid drawdown).
Using a finite-element code makes it possible to model the whole geometry of the structures, in particular zoned dams or the particular stratigraphy of their loose foundation materials which are likely to show pore pressure increases. The coupled effective stress approach allows for the integration of the favourable effects of pore pressure dissipations, but also predicts the post-seismic behaviour of the structures, or possibly several seismic calculations or to justify the effects of a static or seismic reinforcement.
The Hujeux model is briefly described and its ability to represent the essential physical phenomena of cyclic behaviour is illustrated. The numerical specificities of the methodology concerning boundary conditions, initial conditions and damping are explained. Finally the methodology is applied on two extreme historical cases of embankment dams subjected to strong motions : the sliding of the upstream face of Lower Von Norman dam during the San Fernando earthquake ; the good behaviour of the Aratozawa dam during the Iwate earthquake for which acceleration records and pore pressure measurements are available, enabling a quantitative validation of the methodology.

Citation
KOLMAYER, MONDOLONI, KHAM, ALVES FERNANDES. Modélisation du comportement au séisme des remblais saturés avec Code-Aster. 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_d13

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

Cette œuvre est mise à disposition selon les termes de la licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale – Pas de Modification 3.0 France.

doi_cfbr_colloque2019_d12

Patrick Le Delliou — 2019-11-20T12:25:09Z

Méthodologie simplifiée pour la justification au séisme d'une digue sur fondation meuble

Capucine DURAND, Emmanuel CHALJUB, Pierre-Yves BARD (ISTERRE, UGA/CNRS/USMB/IRD/IFSTTAR), Jean-Jacques FRY, Philippe KOLMAYER, Pierre TACHKER (EDF CIH), Romain GRANJON (CNR), Florence RENALIER (GEOPHYCONSULT)

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

Téléchargement : Actes du colloque

Title : A simplified approach for the seismic loading verification of embankments founded on soft soils

Résumé
Les remblais de faible hauteur, généralement moins compactés que les ouvraqes de plus grande taille, se sont révélés vulnérables aux sollicitations sismiques.. Compte tenu de l'importante longueur cumulée des digues de canaux et de la diversité de leurs gestionnaires, il est rarement possible de réaliser des analyses détaillées impliquant des simulations numériques complexes, en particulier dans les zones de sismicité modérée. L'analyse de leur capacité à résister aux charges sismiques nécessite donc l'utilisation d'outils simples, basés sur quelques paramètres facilement disponibles. Cet article présente le principe du développement d'un outil simple permettant d'évaluer l'accélération maximale en crête de remblai et l'accélération maximale de blocs glissants potentiels. L'outil simplifié est basé sur une étude paramétrique numérique 2D combinant 135 configurations réalistes de remblais et de couches de sol naturelles et quatre niveaux de charge, caractérisés par une accélération maximale au rocher affleurant (0.01, 0.1, 0.3 et 0.5 g). Le comportement non-linéaire des sols est pris en compte via une approche linéaire équivalente. Les résultats des 540 simulations 2D sont ensuite représentés par des modèles simples obtenus avec une approche "réseau de neurones artificiels" et utilisant des paramètres de la digue et du sous-sol facilement accessibles. Une application à un ouvrage réel, comparée à une analyse par la méthode des éléments finis (Plaxis), permet de porter un premier jugement sur la simplicité et l'efficacité de la méthode. Cette comparaison s'avère satisfaisante compte tenu des hypothèses simplificatrices propres à chaque approche.

Abstract
Small embankments are much more vulnerable than large ones to seismic loading. Given the very long cumulative length of channel dikes and the high diversity of their owners, it is rarely possible to carry out detailed analyses involving complex numerical simulations, particularly in areas of moderate seismicity. The analysis of their ability to resist seismic loads therefore requires the use of simple tools, based on a few easily available parameters. This article presents the development of a simple tool to evaluate the maximum peak acceleration of the dike and the maximum acceleration of potential sliding blocks. The simplified tool is based on a parametric, 2D numerical analysis combining 135 realistic configurations of small embankments over foundation soil layers and four seismic load levels, characterized by the peak acceleration at the outcropping rock (0.01, 0.1, 0.3 and 0.5 g). The non-linear behaviour of soils is taken into account using an equivalent linear approach. The results of the 540 2D simulations are then represented by simple models obtained with an "artificial neural network" approach and using easily accessible dike and subsoil parameters. An application to a real embankment, compared to an analysis by the finite element method (Plaxis), allows to make a first judgment on the simplicity and efficiency of the method. The Plaxis / simplified model comparison is satisfactory given the simplifying assumptions specific to each approach.

Citation
DURAND, CHALJU & Al. Méthodologie simplifiée pour la justification au séisme d'une digue sur fondation meuble. 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_d12

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

Cette œuvre est mise à disposition selon les termes de la licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale – Pas de Modification 3.0 France.