Rénovation du barrage de Geesthacht près de Hambourg

Le barrage de Geesthacht près de Hambourg retient la hauteur d'eau de l'Elbe jusqu'à deux mètres et a été entièrement mis en service en 1960. Il délimite l'Unterelbe, influencé par les marées de la mer du Nord, et améliore d'une part les conditions de gestion des eaux de l'Binnenelbe et d'autre part les conditions de navigation sur le fleuve. Le barrage comprend un barrage avec quatre ouvertures d'écoulement de 50 mètres de largeur chacune, un seuil de débordement fixe ainsi que deux échelles à poissons, un canal d'écluse avec une écluse double ainsi qu'un pont pour véhicules.

Plus de 10'000 navires franchissent les écluses chaque année.

L'Elbe est le huitième plus grand fleuve d'Europe par sa longueur et son bassin versant et prend sa source en République tchèque.

Après plus de 60 ans en service et quelques dommages isolés, le barrage, y compris les bassins de dissipation, devra faire l'objet d'une rénovation complète, les piles et les bassins de dissipation seront prolongés et un autre pont sera ajouté. En tant qu'institution technico-scientifique, l'institut fédéral allemand pour la construction hydraulique (BAW) mène à cet effet des études sur les effets des travaux de réhabilitation sur la déformation des structures de base et sur le pont de véhicules actuel. Grâce à une approche innovante et à la combinaison de différents logiciels – y compris des développements propres – Gruner a remporté l'appel d'offres pour la création du modèle tridimensionnel par éléments finis nécessaire à cet effet, y compris l'évaluation des simulations numériques, et a élaboré par la suite une base d'évaluation pour la réhabilitation prévue.

Pour les simulations et les analyses ultérieures, la BAW a besoin d'un modèle hydro-mécanique tridimensionnel couplé par éléments finis (modèle 3D-FE). Dans une première étape, Gruner a modélisé la géométrie des champs de barrage dans un logiciel graphique 3D performant en étroite collaboration avec le client. Ces informations ont été importées dans le logiciel FE par des solutions programmées en interne par Gruner. Enfin, tous les états de construction importants depuis la construction du barrage jusqu'à la fin des rénovations ont été représentés, calculés et évalués à l'aide de scripts propres.

La solution Gruner offre de multiples avantages par rapport à la création manuelle classique d'un modèle : L'utilisation d'un logiciel graphique 3D performant a permis de créer et de visualiser efficacement une géométrie adéquate et proche de la réalité, ce qui a simplifié la concertation avec le client. La définition des phases de calcul basée sur le texte source améliore la reproductibilité et la vérifiabilité du modèle résultant. En même temps, le modèle résultant reste pleinement utilisable et adaptable pour le client sans aucune dépendance aux solutions spécifiques de Gruner.

« Les différents progiciels utilisés sont librement disponibles sur le marché. Mais nous sommes les seuls à proposer une solution combinée de ce type », explique Konrad Westermann, responsable du projet chez Gruner.

Cette solution combinée minimise les efforts et améliore les résultats ainsi que leur explication à nos clients. « Pour les clients, nos scripts ressemblent d'abord à une boîte noire – avec une communication et des explications adéquates, ils peuvent rapidement les comprendre. Grâce à notre ouverture et à notre transparence, la confiance dans nos solutions et dans les résultats des analyses se développe », explique Westermann. Les solutions spéciales de Gruner sont continuellement adaptées au monde actuel des logiciels, développées en même temps et élargies pour répondre à d'autres défis. 

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