Surveiller, diagnostiquer & renforcer les structures précontraintes Journée Technique Vendredi 25 septembre 2015 à l Amphithéâtre de la SMABTP
Confortement du barrage du CHAMBON 2
Confortement du barrage du CHAMBON 3
SOMMAIRE 4 L ouvrage Les travaux Le maillage carbone Les tirants précontraints La refection du parement aval
L OUVRAGE 5
L OUVRAGE Présentation 6 Contenu de la présentation Construit entre 1930 et 1935 Béton cyclopéen 70 m d épaisseur à la base / 5 m en crête 300 m de couronnement Capacité du réservoir : 50 millions de m 3 Très ausculté (100 appareils + nivellement)
L OUVRAGE L alcali-réaction La réaction : 7 Des effets à différentes échelles : Microscopique : Mésoscopique : Macroscopique : Réaction chimique Remplissage de la porosité Désordres Gel Mise en Création du gel pression Gonflement du matériau Fissuration, contraintes, déplacements...
L OUVRAGE 8 Les pathologies Fissuration sub-verticale partie haute (entre 1010 et 1038) présence de plaques ou blocs potentiellement instables, à l amont du voile de drainage risque d ouverture des fissures en cas de séisme Développement de contraintes dans le corps de l ouvrage risque potentiel de poussée au vide en RG et de cisaillement du contact béton-rocher Poussée du barrage sur ses rives (RD et RG) risque potentiel de poussée au vide et de cisaillement de la fondation rocheuse en rive Déplacement vers l aval des zones rive droite et centrale compréhension à affiner et risque potentiel de mise en traction du parement amont de l ouvrage
L OUVRAGE Solutions techniques 5 m Fissuration tirants Fissuration maillage carbone Côté amont : 9 Tirants Maillage carbone Plaque d'ancrage de tirant 24 m Membrane Carpi Bande carbone Nouveau montant vertical de la membrane Contraintes et poussées Sciage déformation poussée Ouverture des fissures membrane fissures eau cisaillement Sciage parement membrane
LES TRAVAUX 10
LES TRAVAUX Le lotissement des travaux 11 Lot 1 - Tirants + maillage carbone - Moyens de levage + base vie + accès généraux (pistes, échafaudages) - Ragréage du parement aval Titulaire : Bouygues TPRF (VSL France) et Services Nucléaires Lot 2 Sciages (+ accès spécifiques) Titulaire : Marietta s.p.a (Italie) + Hydrokarst (France) Lot 3 : Membrane amont (+ accès spécifiques) Titulaire : Carpi (Suisse)
LES TRAVAUX Les travaux en chiffres 12 Zone 1 2a 2b 3a 3b 4 Total Tirants 24 254 22 109 - - 415 Forages (m) 154 2 739 520 767 - - 4 180 Bandes carbone (m) 270 3 972 375 1 390 - - 6 007 Sciages (m²) - 1 212 835 450 2 498 Membrane (m²) 382 3 510 820 1 240 1 268 1 506 8 726 2 grues à tour de 75 m 8 km d échafaudages 2 années de travaux 20 M une soixantaine d ouvriers 150 000 heures 3 lots 90 visites APAVE 500 accueils sécurité
LES TRAVAUX Le phasage des travaux 13 Dépose membrane sur le sciage Sciage Repose membrane spécifique sciage Ponçage parement Dépose membrane générale Forage Mise en place des tirants Pose carbone Repose membrane générale Repesage tirants
LE MAILLAGE CARBONE 14 Contenu de la présentation
LE MAILLAGE CARBONE Caractéristiques 15 Grammage tissu : 400 gr/m² Largeur bandes = 20 ou 30 cm Maille de 3,7m x 4m
LE MAILLAGE CARBONE Dimensionnement 16 Optimisation de la quantité de carbone à mettre en œuvre grâce au dimensionnement de chaque bande individuellement (et non avec une maille moyenne)
LE MAILLAGE CARBONE Les ancrages 17 Liaison avec les têtes de tirant
LE MAILLAGE CARBONE Qualification 18 Caractéristiques du matériau et des ancrages validées par prototype
LE MAILLAGE AMONT Quelques vues 19
LES TIRANTS PRECONTRAINTS 20 Contenu de la présentation
LES TIRANTS PRECONTRAINTS Dispositions constructives 1. Principe : 4km de carottages, tolérance 1% Ancrages passifs (E) à l amont, tirants actifs réglables (ER) à l aval Torons gainés graissés + injection des gaines au coulis de ciment Superstresscem 62 tirants équipés d une cellule de charge Pesage des tirants par plot 4 semaines après la première mise en tension 21
LES TIRANTS PRECONTRAINTS Dispositions constructives 22 2. Prototype : Réalisation d essais sur chantier pour valider le bon fonctionnement du dispositif de réglage des ancrages côté actif (ancrages ER)
LES TIRANTS PRECONTRAINTS Dimensionnement 23 Calcul du nombre de torons de chaque tirant grâce à la prise en compte de la surface réelle de sa maille entre 1 et 9 torons par tirant. Les efforts à reprendre 415 tirants : de 1T15 (210 kn) à 9T15 (1815 kn) Efforts à reprendre : séisme + gonflement + thermique > S x Ep x ρ x Ɣ H Ɣ H séisme au sol = 0,18 g dimensionnés pour 50 ans avec un détensionnement théorique tous les 20 ans et un taux de gonflement moyen de 50 µm/m/an Le domaine de fonctionnement Limite inférieure : effort d arrachement sous séisme Limite supérieure : 80 % F prg
Amplification LES TIRANTS PRECONTRAINTS Dimensionnement 24 Epaisseur des blocs : Amplification de la structure : 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 1000 1010 1020 1030 1040 1050 Altitude (m NGF) Effort kn/m² de parement amont vertical : Exemple dimensionnement d un tirant de crête Accélération au sol : a = 0,18 g = 1,76 m/s² Amplification à 1041,5 : f = 6,4 Epaisseur (sans dé) : e = 2,70 m Masse volumique béton : ρ = 2350 kg/m 3 Effort bloc : P = (a* g * f) * (e * ρ) = 71,5 kn/m²
LES TIRANTS PRECONTRAINTS L auscultation des tirants 25 Contenu de la présentation Cale de tension
LES TIRANTS PRECONTRAINTS Quelques vues 26
LES TIRANTS PRECONTRAINTS Etapes de réalisation des niches amont 27
LA REFECTION DU PAREMENT AVAL Présentation 28 Les quantités 50 m3 de béton purgé 1500 m2 de parement reconstitué Béton projeté en voie seiche Moyens d accès diversifiés et adaptés aux zones traitées Nacelles volantes Nacelle de travail accrochée à la grue Echafaudages fixes Interventions ponctuelles sur corde
LA REFECTION DU PAREMENT AVAL Quelques vues 29