«Wasser Energie Luft» – 109. Jahrgang, 2017, Heft 2, CH-5401 Baden 91 aménagements hydroélectriques, particu- lièrement de pompage-turbinage, à des événements transitoires de plus en plus sévères (coups de bélier). L’utilisation des la libéralisation du marché européen de l’énergie et de l’augmentation de la con- tribution des énergies renouvelables vola- tiles dans le réseau électrique soumet les 1. Introduction Les puits et galeries sous haute pression avec blindage connectent les réservoirs de barrages aux centrales hydroélectriques (Schleiss, 2012), parfois sur l’ensemble du linéaire des voies d’eau. La section trans- versale de ces structures se composent généralement d’un blindage en acier, du béton de remplissage, du champ proche du rocher (en général fissuré par déforma- tions plastiques, dues à l’excavation), et d’un champ éloigné du rocher, considéré comme non-perturbé (figure 1). Le mon- tage d’un tronçon de virole dans un pro- jet hydroélectrique en Suisse est montré à la figure 2. Les viroles sont fabriquées à partir de tôles d’acier, roulées et soudées longitudinalement en atelier. Ces soudures longitudinales, soumises perpendiculaire- ment aux contraintes principales dans les blindages, sont ainsi des parties critiques des puits et galeries blindés en charge. Le développement des aciers à haute-résistance ainsi que des turbines Pelton à haute-chute ont permis le dimen- sionnement de puits et galeries blindés sous haute pression. La conjonction de Contraintes aux soudures longitudinales des blindages sous l’effet de l’anisotropie du rocher et des imperfections géométriques Alexandre Pachoud, Pedro Manso, Anton Schleiss Résumé L’utilisation des aciers à haute-résistance permet de concevoir des blindages plus fins pour les puits et galeries blindés en charge des aménagements hydroélectriques. Cependant, ces aciers, bien que présentant une meilleure résistance élastique sous tension, ne sont en général pas plus résistants à la fatigue que les nuances d’acier plus basses lorsqu’ils sont soudés. Dans le contexte changeant du marché électrique européen, les conditions opératoires deviennent de plus en plus extrêmes pour les aménagements hydroélectriques, et plus particulièrement pour les aménagements de pompage- turbinage, qui opèrent pour balancer le réseau. Pour l’estimation de la durée de vie à la fatigue des blindages, les contraintes structurelles et locales aux soudures doivent être connues. En vue de cette analyse, cet article présente une méthode de calcul efficace de ces contraintes aux soudures longitudinales des viroles en acier, notamment en tenant compte des imperfections géométriques et de l’interaction avec une roche anisotrope. Zusammenfassung Spannungen in Längsschweissnähten von Stahlpanzerun- gen unter Einfluss der Anisotropie und geometrischen Im- perfektionen Die Verwendung von hochfestem Stahl erlaubt die Bemessung von dünneren Panzerungen in Druckstollen und Druckschächten. Obwohl diese Stähle eine höhere Zugfestig- keit haben als die üblichen Stähle, sind deren Schweissnähte gegenüber Ermüdung nicht widerstandsfähiger. Im Zuge der Veränderungen des Strommarktes in Europa sind die Was- serkraftanlagen zur Netzregulierung vermehrt einem rauen Wechselbetrieb unterworfen, was insbesondere die Pump- speicherwerke betrifft. Zur Abschätzung der Lebensdauer von Stahlpanzerungen unter Ermüdung müssen die lokalen Stahl- spannungen in den kritischen Längsschweissnähten der Pan- zerung bekannt sein. Im Hinblick auf die Ermüdungsbemes- sung wird eine effiziente Berechnungsmethode vorgestellt, welche es erlaubt, diese Spannungen in den Längsschweiss- nähten unter Berücksichtigung der Gebirgsanisotropie und der geometrischen Imperfektionen zu bestimmen. Figure 1. Schéma de la section transversale d’une galerie ou puits blindé dans (a) une roche isotrope, et (b) dans une roche transversalement isotrope avec deux familles de discontinuités.