Ouvrages spéciaux en béton

Ouvrages spéciaux en béton

Réservoirs

Introduction

Le problème du stockage de l’eau pour la consommation humaine n’est pas une préoccupation récente. Des réservoirs ont été construits dès la plus haute antiquité dans de nombreuses régions du monde. La figure 1.1 montre des réservoirs construits à Carthage (près de Tunis) par les romains il y a plus de deux milles ans. L’eau stockée étaient acheminée depuis les sources sur des dizaines de kilomètres par des aqueducs.

Aujourd’hui, le stockage de l’eau reste une préoccupation majeure tant dans les pays au climat sec que dans les pays humides. En effet, même si la ressource est abondante, il est nécessaire de disposer de réservoirs de stockage pour absorber les pics de consommation.

Différents types de réservoirs

Les réservoirs, ouvrages destinés à stocker des liquides, peuvent être de différents types. On peut les classifier tout d’abord selon la forme de la cuve. On distingue :

Les réservoirs circulaires
Les réservoirs rectangulaires
les réservoirs de forme quelconque

D’une façon générale, la forme circulaire conduit à des dimensionnement plus économiques. Mais la forme rectangulaire est généralement plus facile à réaliser du fait qu’il n’est pas nécessaire de disposer de coffrages courbes. Les réservoirs rectangulaires de petite capacité, jusqu’à une centaine de m3 peuvent être réalisés en maconnerie armée (blocs béton à bancher).

On peut aussi les classifier selon leur disposition par rapport au sol. On distingue :

Les réservoirs enterrés
Les réservoirs semi-enterrés
Les réservoirs posés au sol
Les réservoirs surélevés : les châteaux d’eau

Diverses raisons peuvent conduire à enterrer totalement ou partiellement un réservoir. Ce peut être nécessaire pour des raisons hydrauliques lorsque le réservoir est alimenté gravitairement par une conduite. L’altitude du

réservoir est alors imposée par celle de la conduite d’amenée d’eau. Le fait d’enterrer un réservoir permet en outre de limiter les gradients de températures entre l’intérieur et l’extérieur de la cuve, limitant ainsi les moments d’origine thermiques dans les parois. Cela permet aussi de protéger le réservoir d’actes de vandalisme.

Dans le cas ou la distribution doit se faire gravitairement à partir du réservoir en assurant une pression suffisante, le réservoir devra être placé sur un relief suffisamment haut. Si la topographie du terrain ne permet pas d’assurer cette fonction, on pourra avoir recours à un château d’eau. On peut aussi à partir d’un réservoir posé au sol générer la pression nécessaire à l’aide d’un surpresseur.

Enfin on distingue :

Les ouvrages couverts : les réservoirs
Les ouvrages qui ne comportent pas de couverture : les bassins (figure 1.2)

Au sommaire:

1 Différents types, classification

1.1 Différents types de réservoirs
1.2 Classification de l’étanchéité
1.2.1 Classification selon le fascicule
1.2.2 Classification selon l’Eurocode 2

2 Technologie

2.1 Bassins de faible hauteur reposant sur le sol
2.2 Bassins de faibles dimensions en plan posés sur le sol
2.3 Bassins de grandes dimensions en plan
2.4 Réservoirs rectangulaires posés au sol
2.4.1 Réservoirs de faible dimension en plan
2.4.2 Réservoirs de grandes dimensions en plan
2.5 Réservoirs circulaires posés au sol
2.5.1 Réservoirs de faible diamètre
2.5.2 Réservoirs de grand diamètre
2.5.3 Très grands réservoirs
2.6 Réservoirs sur pylône
2.6.1 Réservoirs rectangulaires
2.6.2 Réservoirs de révolution
2.6.3 Autres types de châteaux d’eau

3 Dispositions constructives spécifiques aux réservoirs

3.1 Cuves en béton armé
3.1.1 Epaisseurs minimales
3.1.2 Ferraillage
3.2 Radiers
3.3 Tour support des châteaux d’eau
3.4 Coupoles
3.5 Ceintures
3.6 Maitrise de la fissuration

4 Justification des sections

4.1 Contrainte de compression dans le béton en service
4.1.1 Règle générale
4.1.2 Tour support des châteaux d’eau
4.1.3 Coupoles
4.2 Contrainte de traction dans le béton
4.3 Contrainte de traction dans les armatures

5 Actions, combinaisons d’actions

5.1 Actions à considérer
5.1.1 Les actions permanentes
5.1.2 Les actions variables
5.2 Action du liquide
5.3 Poussée des terres
5.4 Action du vent
5.4.1 Rapport de dimension
5.4.2 Résultante des efforts de vent
5.4.3 Détermination du coefficient d’amplification dynamique β
5.5 Charges d’entretien
5.6 Combinaisons d’actions
5.6.1 Vis-à-vis de l’état limite ultime d’équilibre statique
5.6.2 Vis-à-vis des états limites ultimes (ELU) sous combinaisons fondamentales
5.6.3 Vis-à-vis des états limites ultimes (ELU) sous combinaisons accidentelle
5.6.4 Vis-à-vis des états limites de service (ELS)

6 Calcul des sollicitations

6.1 Calcul des sollicitations dans les réservoirs rectangulaires
6.1.1 Bases théoriques
6.1.2 Méthodes approchées
6.2 Calcul des sollicitations dans les réservoirs circulaires
6.2.1 Théorie générale
6.2.2 Méthode approchée pour une paroi circulaire encastrée en pied et libre en tête
6.2.3 Traction dans le radier
6.2.4 Traction dans les ceintures
6.3 Sollicitations dans les coupoles
6.3.1 Equations générales
6.3.2 Cas des coupoles surbaissées
6.4 Sollicitations dans une paroi tronconique
6.4.1 Efforts dans une paroi tronconique sous l’action des forces gravitaires
6.4.2 Efforts dans une paroi tronconique sous l’action de la pression du liquide
6.5 Contraintes dans le sol et sollicitations dans les radiers

7 Effet du gradient de température

7.1 Rappels de thermique
7.1.1 Flux de chaleur par conduction au travers d’une paroi
7.1.2 Echange surfacique, flux de chaleur par convection
7.1.3 Coefficient de transmission utile d’une paroi
7.1.4 Evaluation du gradient thermique
7.2 Moment fléchissant dû au gradient thermique
7.2.1 Expression du moment fléchissant
7.2.2 Cas du béton armé

Bibliographie

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