Barrage de Ponviel Utilisation des lments- joints pour lanalyse du - - PowerPoint PPT Presentation

Emmanuel ROBBE EDF-CIH

Barrage de Ponviel

Utilisation des éléments- joints pour l’analyse du comportement

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Plan de l’exposé

Présentation de

l’ouvrage / spécificité

Modélisation EF Dispositif d’auscultation Calage du modèle Analyse du

comportement

Conclusion

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Situation géographique

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Ponviel

Vue d’ensemble

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Présentation du barrage

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Présentation du barrage - particularités

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Joints de plots Joint perimétral

Modélisation : maillage

Utilisation d’éléments-joint (3D_JOINT) pour modéliser les interfaces de la structure

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Joint perimetral Joints de plot

Modélisation : lois de comportement

Au niveau des joints de plots :

Comportement unilatéral en traction/ compression : en traction les joints ‘s’ouvrent’ sans reprise d’effort de traction Comportement tangentiel élastique indépendant de l’ouverture (boîtes de cisaillement)

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Joint perimetral Joints de plot

JOINT_MECA_RUPT

Modélisation : lois de comportement

Au niveau du joint périmétral

Loi élastoplastique type Mohr- Coulomb avec cohésion nulle pas de reprise de traction

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Joint perimetral Joints de plot

Loi de Mohr-Coulomb

JOINT_MECA_FROT

Etapes de la modélisation

Construction de l’ouvrage

Application du poids propre en 2 étapes Clavage des joints

Mise en eau

Chargement hydrostatique progressif sur le parement amont

Cycle thermique annuel

Calcul de l’état thermique du barrage (printemps, été, automne, hiver) Dilatation du béton

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Etapes de la modélisation

Construction de l’ouvrage

Application du poids propre en 2 étapes Clavage des joints

Mise en eau

Chargement hydrostatique progressif sur le parement amont

Cycle thermique annuel

Calcul de l’état thermique du barrage (printemps, été, automne, hiver) Dilatation du béton

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Etapes de la modélisation

Construction de l’ouvrage

Application du poids propre en 2 étapes Clavage des joints

Mise en eau

Chargement hydrostatique progressif sur le parement amont

Cycle thermique annuel

Calcul de l’état thermique du barrage (printemps, été, automne, hiver) Dilatation du béton

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Auscultation (dispositif)

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Auscultation - mesures

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Mesures brutes

Analyse HST Effet hydrostatique Analyse HST Effet thermique

Modélisation : calage sur effets hydrostatiques

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Module voûte 25000 30000 35000 30000 30000 Module fondation 15000 15000 15000 12000 17000

NON SATISFAISANT

Auscultation : vidange/remplissage en 1991

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Mesures brutes – vidange/remplissage 1991 Mesures recalées – vidange/remplissage 1991

Modélisation :influence du thermique sur le

comportement

Vidange aout 1991:

Position du barrage vers l’amont en période chaude assure un maintien du clavage Maintien de l’effet d’arc Faible déplacement avec les variations hydrostatiques

Remplissage octobre 1991

Position plus vers l’aval (températures modérées) Ouverture des joints à faible retenue Hausse des déplacements sous l’effet hydrostatique

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Etapes de la modélisation : vidange/remplissage 91

Construction de l’ouvrage

Application du poids propre en 2 étapes Modélisation d’une légère ouverture des joints de plots (0.3 mm environ)

Mise en eau

Chargement hydrostatique progressif sur le parement amont

Modification des conditions thermiques été 1991 Vidange Modification des conditions thermiques automne 1991 Remplissage

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Modélisation : validation du calage du modèle

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Modélisation : conclusion du calage

Mise en évidence d’un comportement différent de l’ouvrage durant l’année Nécessité d’utiliser un modèle tenant compte des non- linéarités de la structure pour représenter convenablement le comportement de l’ouvrage dans l’ensemble des situations Justification du bon calage du modèle par rapport aux mesures

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Analyse du comportement : montée du plan d’eau

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Déplacement console centrale et voûte + ouverture des joints (rouge ouvert, bleu fermé)

Analyse du comportement : thermique saisonnier

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

printemps été automne hiver automne

Déplacement console centrale et voûte + ouverture des joints (rouge ouvert, bleu fermé)

Analyse du comportement : ouverture des

joints

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

• uverture normale à RN+hiver

(zoom plots centraux)

Analyse du comportement : contraintes aval

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Rosettes des contraintes sur le parement aval à RN+hiver (comp max : 3.84 MPa, tract max : 2.36 MPa)

Analyse du comportement : contraintes amont

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Rosettes des contraintes sur le parement amont à RN+été (comp max : 2.86 MPa, tract max : 0.32 MPa)

Analyse du comportement : bilan

État de contrainte satisfaisant Au contact culée-fondation : efforts tangentiels > efforts normaux risque de glissement compte tenu de la moindre qualité du rocher en rive Nécessité de modéliser le caractère élastoplastique du contact béton-rocher afin d’évaluer les conséquences d’un glissement potentiel de la culée sur le comportement du barrage

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Modèle élastoplastique de la culée

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disposition des éléments-joint, en particulier pour la culée rive droite

Modèle élastoplastique de la culée

Léger déplacement plastique de la culée-poids, localement de l’ordre de 3mm

réorientation des contraintes dans la voute diminution du report d’effort sur la culée

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Déplacement plastique cumulé au contact culée-fondation (RN + hiver)

Conclusion

Barrage de conception et de comportement très spécifique nécessitant une modélisation relativement complexe pour appréhender son mode de fonctionnement Le comportement est jugé satisfaisant:

En hiver : le ferraillage aval de la voûte assure la reprise des efforts de traction calculés En été, le report d’effort sur la culée-poids en rive droite est important néanmoins la prise en compte d’un comportement élastoplastique du contact culée-fondation assure, via un léger glissement , une réorientation des contraintes diminuant l’appui retour à l’équilibre.

Barrage de Ponviel - Analyse du comportement

Merci pour votre attention Merci à Jérome Laverne, Kyrylo Kazymyrenko et Vincent Guyonvarh pour le développement des outils qui marchent !

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