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Chap 4 A Barragesvoutes .pdf



Nom original: Chap 4 A Barragesvoutes.pdf
Titre: Microsoft PowerPoint - Chap.4ABarragesvoûtes.ppt
Auteur: cetter

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Barrages
Barrages--voûtes
voûtes

Naret, Tessin, 80 m, 1970

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

ÉC O LE PO L Y TEC H N IQ U E
FÉ DÉRA LE D E LA USAN NE

Barrages en béton
Barrages - voûtes

Cavagnoli, Tessin, 111 m, 1968

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

L’importance
L’importancedes
desbarrages-voûtes
barrages-voûtes

Ö Les barrages voûtes représentent 4.4 % de tous les
barrages
Ö Les barrages voûtes représentent 25 % des barrages
en béton
Ö Surtout bien représentés pour les hauteurs
importants:
ƒ 100 - 150 m: 30 %
ƒ 150 - 200m: 45%
ƒ > 200m : 55%
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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Premiers
Premiersbarrages-voûtes
barrages-voûtes
Ö François Zola (1795-1847)

: premier barrage-voûte dimensionné sur la base des
contraintes: barrage de Zola près d'Aix-en-Provence
hauteur: 33 m; achèvement: 1854)

Ö Edmé Mariotte (1620-1684)
formule du cylindre

Ö Louis M.H. Navier (1785-1838)
théorie des arcs élastiques

Ö G. Albert Pelletreau (1843-1900)
diminution des rayons des arcs de haut en bas

Ö Percy Simpson (1787-1877)
premier barrage-voûte en Australie (forme
cylindique)

Ö James D. Schuyler (1848-1912)
parement amont incliné
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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Premiers
Premiersbarrages-voûtes
barrages-voûtes
Ö Barrages de Pathfinder et Buffalo (Etats Unis):
premiers barrages-voûtes (cylindriques) dimensionnés selon la méthode des ajustements
(arcs-consoles)

Ö Hubert Vischer / Luther Wagoner (1847-1922)
développement de la méthode des ajustements

Ö Lars R. Jorgensen (1876-1938)
premier barrage-voûte avec arcs à rayons variables: barrage de Salmon Creek (1914)

Ö Heinrich E. Gruner (1873-1947)
premier barrage-voûte à rayons variables: barrage de Montsalvens (1920)

Ö Hugo F.L. Ritter (1883-1956)
analyse des barrages-voûtes

Ö Henri Gicot (1897-1982), Alfred Stucky (1892-1969)
amélioration des méthodes d'analyse des barrages-voûtes
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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Barrages-voûtes
Barrages-voûtesmodernes
modernes
Ö Grande popularité des barrages-voûtes en Californie jusqu'à la 2ème guerre mondiale.
Ö Partiellement en Italie, premier barrage-voûte à double courbure: barrage d'Osiglietta (1939),
joint périmétrique; beaucoup de barrages conçus par Carlo Semenza (1893-1961).

Ö Développement des barrages-voûtes en France par André Coyne (1891-1960). Après la rupture
du barrage de Malpasset (58 m) en 1959, la construction des barrages-voûtes a fortement
diminuée.

Ö Après la 2ème guerre mondiale, la construction de nombreux barrages-voûtes en Suisse, avec le
barrage le plus haut de Mauvoisin (237 m, surélevé en 1990 à 250 m), achevé en 1957 et conçu
par Alfred Stucky.

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Barrages en béton
Barrages - voûtes
Développement
Développementde
delalaconstruction
constructiondes
desbarrages-voûtes
barrages-voûtesentre
entre1900
1900et
et1990
1990

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Cavagnoli, Tessin, 111 m, 1968

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Punt dal Gall, Grison, 130 m, 1968
Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Karun III, Iran, 205 m

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

Emosson, Valais 180 m

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Laboratoire de Constructions Hydrauliques
Linth Limmern, Glaris, 146 m, 1963

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Almendra, Espagne, 198 m, 1970

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Almendra, Espagne, 198 m

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Zeuzier, Valais, 156 m, 1957

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Hongrin, Vaud, 125 m / 90 m, 1969

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Zayandehrood, Iran, 100 m, 1970

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Roselend, France, 150 m, 1960

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Roselend, France, 150 m, 1960

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Santo Domingo, Venezuela, 75 m, 1972

Barrages en béton
Barrages - voûtes

Karun I, Iran, 200 m , 1970 (Shahid Abbaspoor)

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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FÉ DÉRA LE D E LA USAN NE

Karun I, Iran, 200 m , 1970 (Shahid Abbaspoor)

Barrages en béton
Barrages - voûtes

Choix
Choixde
dell ’emplacement
’emplacement
Ö Conditions pour la réalisation d'un barrage-voûte :
Š la vallée est relativement étroite
Š les appuis latéraux sont topographiquement favorables (si possible symétriques)
Š les conditions géologiques sont bonnes
9 stabilité du rocher aux rives pendant la construction et l ’exploitation du barrage (percolation
de l ’eau à travers les appuis)
9 comportement homogène et isotrope de la fondation (éviter des failles et discontinuités)
9 rocher sain, peu perméable et déformable

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Choix
Choixde
del’emplacement
l’emplacement--Critères
Critèrestopographiques
topographiques
Vallˇ e en V
LC

Vallˇ e en U

L

LC

H
H
H

LC H ≤ 5 ( 6)

LC H ≤ 4 ( 4.5)
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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Barrage
Barragedu
duChâtelot,
Châtelot,France
France--Suisse
Suisse
Exemple
Exemplede
deculée
culée

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Barrage
Barragedu
duChâtelot,
Châtelot,France
France--Suisse
Suisse
Exemple
Exemplede
deculée
culée

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Châtelot, Neuchâtel, 74 m, 1953

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Châtelot, Neuchâtel, 74 m, 1953

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Barrage
Barragedu
duMoiry,
Moiry,Suisse
Suisse
Exemple
Exemplede
deculée
culée

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Moiry, Valais, 148 m, 1958

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Barrages
Barragesau
auValais
Valaisavec
avecune
une hauteur
hauteurplus
plusgrande
grandeque
que60
60m
m

Barrage de Moiry:
(barrage-voûte)
ƒ Hauteur 148 m
ƒ Volume de la retenue:
77 Mio m3
ƒ Mise en service 1958

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Choix
Choixde
del’emplacement
l’emplacement--Critères
Critèresgéologiques
géologiques
En règle générale, au passage
d'une zone géologiquement
favorable, l'érosion par le cours
d'eau forme un verrou favorable à
l'implantation d'un barrage-voûte.
Le barrage sera implanté à
l'amont du resserrement ou du
verrou, de sorte que les efforts
soient transmis à la fondation
dans la zone de la meilleure
qualité géomécanique

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Zillergründl, Autriche

Karun III, Iran, 205 m
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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Analyse
Analysede
destabilité
stabilitédes
desappuis
appuiset
etde
dela
lafondation
fondation
(calcul
(calculdes
desdièdres)
dièdres)

K1, K2

:

joints, diaclases

S

:

schistosité, stratification

KA

:

force transmise par
le barrage aux appuis

A-B-C-D : schéma de ruine possible
(dièdre)
V

:

direction du glissement

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Stabilité
Stabilitédes
desappuis
appuiset
etde
dela
lafondation
fondation
Instabilité des appuis et
fondations des barragesvoûtes, pendant l'exploitation
de la retenue, due à
l'hétérogénéité de la
perméabilité de la fondation

Exemple: Malpasset, H = 66
(France, près de
Fréjus)
(2.12.1959)

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Stabilité
Stabilitédes
desappuis
appuiset
etde
dela
lafondation
fondation

Malpasset, H = 66
(France, près de
Fréjus)
(2.12.1959)
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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Avantages
Avantageset
etinconvénients
inconvénientsdes
desbarrages-voûtes
barrages-voûtes

Ö Le volume de béton est réduit (l'épaisseur à la base est de
l'ordre de 15 - 20 % de la hauteur, contre 75 - 80 % pour un
barrage poids);
Le prix du m3 de béton, plus dosé en liant, n'est qu'un peu plus
élevé, tout comme le prix du m2 de coffrage.
Ö Le système statique tridimensionnel hyperstatique induit une
grande réserve de portance.
Ö L'effet des sous-pressions est réduit du fait de l'épaisseur
limitée de la fondation. Par contre, les gradients hydrauliques
sous la fondation sont importants.
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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Avantages
Avantagesdes
desbarrages
barrages--voûtes
voûtes

Ö Volume
Volumeen
enbéton
bétonréduit
réduit
Š épaisseur de la base 15 à 25 % de la hauteur (75 - 80 % pour un barrage poids)

Ö Grande
Granderéserve
réservede
delalaportance
portance
Š hyperstaticité du système

Ö Petites
Petitessous-pressions
sous-pressions

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Barrage
Barragevoûte
voûte--cylindrique
cylindrique
(simple
(simplecourbure)
courbure)

Principe

Voûte à rayon constant et épaisseur variable
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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Barrage
Barragevoûte
voûteààangle
angleconstant
constantet
etrayon
rayonvariable
variable
(simple
(simplecourbure)
courbure)

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Barrage
Barragevoûte
voûteààangle
angleet
etrayon
rayonvariable
variable
(simple
(simplecourbure)
courbure)

Coupe m-m
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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Barrage
Barragevoûte
voûteààdouble
doublecourbure
courbure
(Punt
(Puntdal
dalGall,
Gall,Suisse)
Suisse)
3

1

7

2

9

6

5

2

8

4

3
4

1

5
1
2
3
4
5

Puits de pendule
Galerie de contrôle
Galerie d ’injections
Galerie de drainage
Ecran d’étanchéité

1
2
3
4

Prise d ’eau
Chambre de vannes
Galerie en charge
Contrôle de dotation

5
6
7
8
9

Vidange de fond
Evacuateur de crues
Caverne de commande
Galerie de liaison
Galerie d ’accès

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Punt dal Gall, Grison, 130 m, 1968
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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Barrage
Barragevoûte
voûteààdouble
doublecourbure
courbure
(Punt
(Puntdal
dalGall,
Gall,Suisse,
Suisse,130
130m,
m,1968)
1968)

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Barrages en béton
Barrages - voûtes

Barrages-voûtes
Barrages-voûtesààdouble
doublecourbure
courbure
Rayon
Rayonet
etangles
anglesd’ouverture
d’ouverturedes
desarc
arc


Rmoy

0m

50 m

Rayon moyen Rmoy

100 m

150 m

70 80 90 100 110 120 130

Angle dÕ
ouverture 2 φ

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