Ecoulements 2D en rgime permanent

1
Ecoulements 2Den régime permanent

• Problématique des barrages
• Equations de base

2
Barrage de MalpassetInsuffisance des
reconnaissances géologiques
Restes du barrage de Malpasset suite à la
catastrophe du 2 décembre 1959. La photographie
est prise de l'aval
3
Barrage de MalpassetInsuffisance des
reconnaissances géologiques
4
Différents types de barrages en terre

5
Différents types de barrages en béton


6
Causes de rupture des barrages

• Techniques
• Problèmes de fonctionnement vannes, évacuateurs
  de crues
• Défaut de conception
• Défaut de contrôle des matériaux mis en place
• Naturelles
• Crue exceptionnelle non prise en compte dans le
  projet
• Glissement de terrain
• Séisme
• Erosion interne

7
Statistiques de rupture des barrages

• Barrages en béton 1 du total construit
• Barrages en enrochement 1,5 du total
• Barrages en remblai 1 du total
• Erosion externe (submersion) 30
• Erosion interne (renard) 30
• Construction 12
• Mise en eau 3
• Vidange rapide 3

8
Types de rupture des barrages

• Rupture instantanée desbarrages en béton
• Rupture progressive des barrages en remblai par
• Submersion externe (crue)
• Erosion interne régressive(renard)
• Instabilité (vidange rapide)
• ?Vérification préalable, contrôles réguliers,
  suivi des mesures, visites, plans de sauvegarde
  et de secours

9
Différentes phases de construction dun barrage
en remblai

• Conditions normales
• Mise en place des matériaux et compactage
  construction par couches
• Mise en eau et vidange lente
• Fonctionnement des ouvrages annexes
• Conditions exceptionnelles
• Crues
• Séisme
• Vidange rapide

10
Vérifications à faire

• Phase 1 Mise en place et compactage
  construction par couches

• Contrôle permanent de la pression interstitielle
  de leau
• (stabilité des pentes)

11
Vérifications à faire

• Phase 2 Mise en eau et vidange
  lente(changement de comportement du sol pendant
  la saturation)

Lignes H cte

• Détermination de la charge et de la pression en
  tous points (stabilité des pentes)
• Calcul du débit de fuite

12
Vérifications à faire

• Phase 3 Ouvrages annexes
• Vidange de fond
• Evacuateurs de crues coursiers, digue fusible
• Loi des filtres
• Phases 4, 5, 6 Etudes spécifiques
• Crues ? Etude hydrologique
• Séismes
• Vidange rapide

13
Cours dhydraulique

• Ecoulements dans le sol
• 2D en régime permanent Application aux barrages
• Axisymétriques en régimes permanent et non
  permanent Application aux rabattements de
  nappes

14
Définitions
15
Equations de base en régime permanent

• Equation de continuité
• Loi de perte de charge (Darcy)
• Pour rw, k et n constants
• Linéarité de léquation de Laplace

DH O
16
Mesure de k au laboratoire
Charge constante Charge
variable
17
Ordre de grandeur de la perméabilité
Formule de Jaky k cm/s 100 (d10cm)2
Formule de Kozeny-Karman c coeff. de forme
des pores (?2,5) S0 surface spécifique des
grains Tr tortuosité (? ) n porosité
18
Validité de la loi de Darcy

• cas des argiles très plastiques
• cas des enrochements
• cas des gaz

19
Méthodes générales de résolution en régime
permanent
DH O

• Méthode des fonctions analytiques (réseaux
  découlement)
• Méthodes analogiques (analogie électrique)
• Méthodes numériques différences finies,
  éléments finis, équations intégrales

Conditions aux limites