Stabilisation sismique novatrice – Six techniques de pointe pour les piles de barrages

De récentes évaluations des risques sismiques ont révélé que de nombreuses structures d’évacuation de barrages plus anciens, comme les évacuateurs et les ouvrages de sortie construits au début des années 1900 dans des zones sujettes aux tremblements de terre, pourraient être soumises à des forces sismiques importantes.

À l’origine, ces structures ont été conçues sans tenir compte, ou presque, des impacts sismiques, et elles sont souvent insuffisamment renforcées. Pour remédier à ce problème, on mise sur des techniques d’analyse et de stabilisation dans le cadre de plusieurs travaux de modernisation de barrages existants.   

Les évacuateurs de crue et les piles de prise d’eau sont souvent les points les plus faibles d’un barrage et diffèrent grandement sur le plan de la taille, des armatures, des limites soutenues et des contraintes. Il est essentiel de tenir compte des paramètres de résistance clés lors de leur évaluation.    

Par exemple, l’angle de frottement à la base d’une pile peut varier considérablement en fonction de la préparation des joints tout au long de la construction.   

Il importe de recourir à des solutions d’analyse et de conception novatrices pour sécuriser ces points critiques et pour s’assurer que les différentes structures du barrage sont fonctionnelles et que le barrage lui-même demeure stable.    

 

Voici six techniques de pointe pour une stabilisation sismique novatrice : 

1. Ancrages post-tendus : Les ancrages post-tendus à torons ou à barres pleines peuvent comprimer l’interface de la pile de barrage et contrôler les contraintes de traction causées par la charge latérale. Cette technique peut stabiliser la base de la pile ou soulever des joints sous des charges sismiques. 
2. Systèmes de soutien latéral : La présence d’un tablier ou de jambes de force en béton reliant les piles du barrage aux flancs de la vallée ou à d’autres structures peuvent rendre les piles plus solides et plus stables en cas de séisme. Ces systèmes doivent être raccordés aux culées ou aux structures de barrage-poids adjacentes pour réduire au minimum les déformations des piles. 
3. Contreventements latéraux de jambes de force : Pour stabiliser les piles affichant des déplacements importants au sommet, les contreventements latéraux de jambes de force (indépendants de la structure existante du pont) peuvent être combinés à des ancrages post-tendus. Les systèmes de jambes de force en acier sont économiques et légers. 
4. Utilisation du tablier élévateur existant avec contreventements de jambes de force remis à neuf : Il est possible d’utiliser un tablier existant capable de supporter la circulation sur le barrage et de retenir les dispositifs de contrôle du débit. La faisabilité de cette méthode repose sur divers éléments, comme l’état et la résistance du tablier préexistant. 
5. Nouveau tablier composite comme contreventement de jambes de force : Un nouveau tablier supportant des équipements de contrôle de débit peut également stabiliser les piles des barrages, surtout si de nouvelles vannes et de nouveaux treuils sont requis. Un système composite constitué de dalles en béton armé et de poutres en acier peut assurer le contreventement et le contrôle des fissures des piles. 
6. Nouveau mur de parapet avec tablier nouveau ou existant comme contreventement de jambes de force : Lorsqu’un mur de parapet doit être installé sur le tablier de la prise d’eau, il peut servir de contreventement de jambes de force intégré au tablier pour renforcer le soutien des piles. Autrement dit, le mur de parapet sert de poutre en béton et permet de soutenir la tension et la compression entre les piles. 

 

Toute méthode de stabilisation efficace doit prendre en compte les particularités du site et les enjeux de construction propres à chaque emplacement.   

De nos jours, de nombreux barrages demeurent sous-renforcés, les charges sismiques n’ayant pas, ou presque pas, été prises en compte dans les plans d’origine. Il convient de recourir à des techniques novatrices pour stabiliser ces ouvrages afin d’assurer l’exploitabilité des composants de régulation des débits des barrages de même que la stabilité globale.   

Nous comprenons qu’il est crucial de prévenir les déformations sismiques et post-sismiques des piles, et nous collaborons avec les parties prenantes pour concevoir des solutions sur mesure pour atténuer ce risque. 

Communiquez avec nos experts en hydroélectricité et en barrages pour découvrir comment élaborer des approches novatrices et des solutions rentables.