Article de recherche / Research Article

Modélisation d'un masque en béton bitumineux (brut et protégé) sous sollicitations thermiques en régime transitoire. cas du masque de barrage Ghrib (Ain Defla, Algérie)

Modeling of asphaltic concrete facing (raw and protected), under thermal solicitations in transient regime. Case of Ghrib dam asphaltic concrete facing (Ain Defla, Algeria)

¹ Université Mohamed Khider, Biskra, Algérie
² Université Badji Mokhtar, Annaba, Algérie
³ Université de Damas, Damas, Syrie

^* Correspondance : cheblyn@yahoo.fr

Reçu : 20 Décembre 2018
Accepté : 23 Décembre 2019

Résumé

Le masque en béton bitumineux est l'un des organes les plus utilisés pour l'étanchéité des barrages en remblai. Le parement en béton bitumineux est, en particulier dans le cas des installations de stockage par pompage hydroélectriques, sont souvent très exposé à des fluctuations importantes de température, qui sont causées par la radiation solaire, la variation du niveau d'eau dans le réservoir, par le gel dans la saison d'hiver, ainsi que la vitesse et la direction du vent, sans oublier les précipitations. Pour mieux expliquer le phénomène de transfert de chaleur, il est nécessaire de connaître les variations de température dans les différentes couches du masque en béton bitumineux. Ce travail décrit la mesure de la température dans le masque en béton bitumineux (brut et avec protection) du barrage Ghrib (Ain Defla, Algérie) et son évaluation à l'aide d'un modèle numérique du transfert de chaleur dans le parement en béton bitumineux en utilisant le logiciel Fluent. Dans un premier temps une validation du modèle par comparaison avec des mesures expérimentales, dans le cas d'une variation journalière de température ambiante, La comparaison des résultats du calcul du modèle numérique avec les mesures réelles montre une excellente ressemblance. Nous simulons ensuite la pose d'une protection thermique en ajoutons une couche convective en béton poreux. Les résultats de cette simulation montrent que le transfert de chaleur par convection possède le potentiel de développer une différence de température significative entre les parties inférieure et supérieure du masque, et aussi que l'ajout de cette couche permet d'amortir le pic de température et le réduire à 12,31 °C, ceci de 9 h jusqu'à 15 h au moment où la chaleur est très élevée, ce qui est significatif pour notre masque, où les températures atteignant leurs valeurs maximales (49 °C).

Abstract

The asphaltic concrete facing is one of the most widely used components for waterproofing embankment dams. Asphaltic concrete facing is, particularly in the case of hydroelectric pumped storage facilities, often highly exposed to important temperature fluctuations, which are caused by solar radiation, variation of the water level in the reservoir, freezing in the winter season and other climatic factors such as wind speed and direction, and of course rainfall. To better explain the heat transfer phenomenon, it is necessary to know the temperature variations in the different layers of the asphaltic concrete facing. This work describes the measurement of the temperature in the asphaltic concrete facing (raw and protected) of the Ghrib dam (Ain Defla, Algeria) and its evaluation using a numerical model of the heat transfer in the asphaltic concrete facing using the Fluent software. First, a validation of the model by comparison with experimental measurements, in the case of a daily variation in ambient temperature, the comparison of the results of the calculation of the numerical model with the real measurements shows an excellent similarity. We then simulate the installation of thermal protection by adding a convective layer of porous concrete. The results of this simulation show that heat transfer by convection has the potential to develop a significant temperature difference between the lower and upper parts of the asphaltic concrete facing, and also that the addition of this layer dampens the temperature peak and reduces it to 12.31 °C, from 9 am to 3 pm when the heat is very high, which is significant for the mask where the temperatures reach their maximum values (49 °C).