Développement d'une base de donnée [i.e. données] expérimentale sur le comportement dynamique des barrages en béton

Abstract

Ce rapport présente le bilan des résultats expérimentaux d'un projet de recherche entrepris à l'Université de Sherbrooke portant sur le comportement dynamique des barrages en béton. Le but de cette recherche consiste à établir une base de données expérimentales sur le comportement dynamique des barrages de béton afin de permettre la calibration de modèles numériques qui sont utilisés pour valider et améliorer la compréhension du comportement sismique des barrages de béton. Les principaux objectifs du projet sont de: (1) déterminer les fréquences propres des premiers modes ainsi que l'amortissement modal correspondant de barrages en béton, à l'aide d'essais dynamiques sous vibrations forcées, sous vibrations ambiantes et sous vibrations induites par des charges explosives au rocher; (2) évaluer, si possible, le mouvement relatif des joints de construction sous chargement dynamique; (3) vérifier la fiabilité de la méthode expérimentale en comparant les résultats obtenus par deux équipes de recherche indépendantes; (4) établir une base de données expérimentales pour les barrages en béton, comprenant la mesure de la réponse dynamique du barrage et du réservoir et permettant de vérifier l'évolution du comportement dynamique des ouvrages; (5) modifier des logiciels spécialisés en deux et trois dimensions pour exploiter les résultats provenant d'essais dynamiques sous vibrations forcées; (6) développer, à partir des résultats expérimentaux, des modèles numériques pouvant être utilisés pour différentes méthodes d'analyse; (7) calibrer des modèles par éléments finis en deux et trois dimensions en tenant compte des caractéristiques dynamiques de la structure testée et de l'interaction barrage-réservoir-fondation; (8) obtenir les propriétés caractérisant le comportement du barrage et pouvant être utilisées dans une analyse dynamique du système barrage-réservoir-fondation; (9) évaluer les effets de la compressibilité de l'eau sur le comportement du modèle utilisé dans l'analyse dynamique détaillée et de vérifier la validité des résultats obtenus en utilisant une représentation simplifiée de l'interaction barrage-réservoir; (10) déterminer l'effet des sous-systèmes structuraux (prise d'eau); (11) comparer la performance de différents logiciels spécialisés, en évaluant les limites d'une modélisation bidimensionnelle et l'importance du comportement tridimensionnel, ainsi que la validité des résultats obtenus à l'aide d'un logiciel commercial avec une représentation simplifiée de l'interaction barrage-réservoir. Après avoir fait état de la documentation touchant les essais dynamiques de barrages, la méthodologie utilisée à l'Université de Sherbrooke pour réaliser ces essais est détaillée. La structure et l'organisation d'une base de données informatisée contenant tous les résultats d'essais sont présentées ainsi que les outils de traitement de ces mêmes données. Pour terminer, les résultats de huit essais tenus sur trois barrages différents sont résumés en prenant soin d'identifier les constatations scientifiques issues de chaque essai.