Étude du comportement des voiles d'étanchéité injectés dans les fondations rocheuses de barrage

Abstract

Le but de cette étude est de présenter une nouvelle technique de reconnaissance permettant de déterminer dans quel­ les conditions de contrainte des rideaux d'étanchéité injectés dans des massifs rocheux fracturés peuvent devenir inefficaces à cause d'un lessivage ou de la fracturation hydraulique du coulis de ciment. Il a été conçu, à l'Université de Sherbrooke, un appareil qui permet d'injecter des éprouvettes de roc fissuré, prélevées à l'emplacement des fondations de barrage considérées. Ces éprouvettes, de diamètre NQ par exemple, sont dotées d'une cavité cylindrique axiale. Les fissures peuvent être naturelles ou artificielles, altérées ou saines et d'une ouverture variable. Les types de rocs qui ont été étudiés comprennent un grès, un calcaire et un granite gneissique typiques des principales fondations de barrages du Québec. On utilise les mêmes types de coulis que ceux employés sur les chantiers et les conditions de maturation simulent celles en place. Ces éprouvettes sont ensuite soumises à un essai de perméabilité par une circulation d'eau de la cavité centrale vers l'extérieur ou l'inverse. Elles sont soumises à des pressions normales aux fissures pouvant atteindre 3.7* MPa et des diff6renticls de pression d'eau jusqu'à 2.1 MPa pour des 6coulements divergents ou convergents. Plus de soixante essais ont ainsi été réalisés et ils montrent qu’il se produit d'abord un début de colmatage des fissures, imputable aux particules en suspension et à une réaction du coulis. Puis on observe une perte totale d'étanchéité qui se pro­ duit soit par lessivage du coulis pour de faibles contraintes axiales et un temps de prise réduit, soit par un claquage hydraulique du coulis ou un décollement à l'interface roc-coulis pour des différentiels de pressions d'eau et des contraintes axiales élevées. L'analyse du comportement réel de rideaux d'étanchéité permet de considérer que ce même processus s'est pro­ duit localement in situ soit un lessivage du coulis suivi d'un colmatage de fissures plus minces à l'aval. En conclusion, il est proposé un programme d'essais à réaliser sur le terrain et au laboratoire, lors de la phase de reconnaissance, afin de déterminer dans quelles conditions d'exploitation de l'ouvrage il peut se produire localement un processus de lessivage ou de claquage hydraulique du coulis d'étanchéité. * Dans ce texte la partie entière d'un nombre est séparée de la partie décimale par un point.