Interfaces fragiles des ouvrages hydrauliques : morphologie et comportement mécanique

Abstract

Au Québec, les barrages poids en béton de plus de cinquante ans sont particulièrement étudiés depuis le séisme du Saguenay (1988, 6,2 sur l’échelle de Richter) car ils n’avaient pas été dimensionnés pour de tels aléas. Dans les codes de calculs de fiabilité d’Hydro-Québec, différents paramètres relatifs à la morphologie de l’ouvrage ainsi que des paramètres physiques et mécaniques sont nécessaires. Parmi ces derniers, la résistance au cisaillement des interfaces (béton-béton, béton-roche et roche-roche) du barrage est particulièrement importante car elle conditionne en grande partie le coefficient de sécurité. De plus, il est communément admis que la rugosité des épontes des discontinuités rocheuses conditionne le comportement mécanique en cisaillement. Cette étude se décompose en deux volets : une étude d’échantillons prélevés sur deux barrages et la réalisation d’un contact roche-béton artificiel. Tout d’abord, à partir d’essais de cisaillement sous contrainte normale constante, réalisés sur des contacts provenant de deux barrages d’hydro-Québec, l’étude en composantes principales des paramètres mécaniques et de rugosité a été menée afin de déterminer les paramètres prépondérants (Z2, Z4, Étendue). De plus, une classification de terrain des discontinuités est proposée. Cette dernière repose sur différents paramètres tels que l’angularité de la surface, le remplissage ou encore l’oxydation des épontes. Le contact roche-béton artificiel, réalisé au cours de ce travail, a été étudié dans sa globalité par différents moyens statistique et géostatistique, afin de décrire le plus précisément possible sa rugosité de surface. Une fois cette dernière connue, un plan de carottage au carottier de 150 mm de diamètre a été décidé. Les zones prélevées sont celles présentant des particularités de rugosité, comme par exemple, une angularité forte. Une fois le carottage effectué, les échantillons ont été soumis à un essai de cisaillement sous contrainte normale constante. Il en résulte une étude des paramètres mécaniques et de rugosité ainsi qu’une prise en compte de l’effet d’échelle.