Quelles sont les informations les plus importantes sur Cours-Barrage?. Qu'est-ce que Choix du site du barrage? Qu'est-ce que Choix du type de barrage?
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1-Introduction
Un barrage est un ouvrage d’art construit en travers d’un cours d’eau destiné à réguler son écoulement et/ou à stocker de l’eau pour différents usages (eau potable, irrigation, hydroélectricité, Protection contre les inondations…). Cet ouvrage crée soit une retenue à niveau constant soit une retenue à niveau variable.
Les retenues à niveau variables sont créées par les barrages d’accumulation ou d’emmagasinement. Elles sont destinées à produire un effet sur l’aval du cours d’eau: régulariser le régime de la rivière, réduire les débits des crues et renforcer les débits d’étiage.
Selon l’usage et les matériaux utilisés, les barrages peuvent être classés en deux grandes catégories :
- Barrages rigides.
- Barrages souples.
Tout grand barrage doit faire l'objet d'un classement en fonction des risques qu'il présente pour les personnes et les biens. Ce classement est effectué et maintenu à jour par l’autorité gouvernementale, dans les conditions et sur la base des méthodes et paramètres que détermine le gouvernement par règlement, entre autres le type de barrage, sa localisation, ses dimensions, sa capacité de retenue, son âge, son état et les conséquences d'une rupture pour les personnes et les biens.
Choix du site du barrage
Le choix du site du barrage consiste à fixer l’axe du barrage au niveau du resserrement de la retenue. Le concepteur a souvent le choix entre 2 ou 3 axes le long du resserrement.
Deux critères sont pris en compte : le critère géologique et puis le critère topographique. Le critère géologique se base sur la qualité des fondations en termes de résistance, rigidité, fracturation et pendage. Les coordonnées UN UTM. Pour pouvoir comparer géologiquement entre les axes proposés, une étude géologique et géotechnique détaillée de chaque axe est requise. Elle doit détailler les types de fondations, la sismicité, la stratigraphie, les degrés de fracturation, l’existence éventuelle de failles, les profondeurs des substratums, l’étanchéité de la retenue (essais Lugeon), présence d’éventuels Karsts (cas des roches carbonatées) les résistances et les modules de rigidité en se basant sur des essais, les caractéristiques géotechniques des fondations (cohésion et angle de frottement interne).
Choix du type de barrage
Barrages rigides :
Les barrages rigides sont des structures en béton.
Les raisons pour lesquelles on choisit un barrage rigide sont généralement les suivantes :
- Nécessité d’une fondation rocheuse de bonne qualité ;
- Nécessité d’évacuer des crues importantes ;
- Présence de fonctions hydrauliques complexes dans l’ouvrage (ouvrage vanné pour assurer, par exemple, l’évacuation des sédiments et garantir la pérennité de la retenue, vidange de fond de fort débit) ;
- Incertitude sur l’hydrologie : les ouvrages rigides sont généralement moins sensibles au déversement que les ouvrages en remblai. Sur les sites où il y a une grande incertitude sur les crues, les variantes rigides sont souvent avantageuses (limitation des ouvrages de dérivation provisoire et plus grande sécurité vis-à-vis du risque hydraulique). Il faut toutefois noter que la stabilité des petits barrages poids est très sensible au niveau des plus hautes eaux.
De façon générale, un ouvrage en béton est envisagé chaque fois que les ouvrages hydrauliques ont une importance significative dans le projet (souvent le cas pour les barrages de prise d’eau sur les aménagements hydroélectriques).
Il faut aussi savoir que même si ces raisons citées se présentent, il y a deux conditions requises pour pouvoir projeter un ouvrage rigide.
La première condition porte sur la qualité de la fondation. En première approximation, on peut énoncer la règle suivante : un barrage rigide nécessite une fondation rocheuse de bonne qualité.
Selon la forme et le comportement mécanique de ces ouvrages rigides, on peut distinguer plusieurs types.
Barrage poids :
Pour un barrage à profil poids, c’est le poids du béton qui assure l’équilibre de la poussée hydrostatique et des sous-pressions. Un exemple de ces barrages est celui du barrage MALLEH ci-après. Les sous-pressions ont un effet négatif important sur l’équilibre de l’ouvrage.
La méthode classique d’étude de la stabilité d’un barrage poids (voir chapitre IV) consiste à analyser l’équilibre global du barrage ou d’une partie de celui-ci sous l’action du poids, de la poussée hydrostatique, des sous-pressions et éventuellement d’autres actions secondaires (par exemple poussée des sédiments, action du vent ou séisme). Les critères de dimensionnement de l’ouvrage portent sur la répartition des contraintes normales (limitation des tractions au pied amont et limitation des contraintes de compression) et sur l’inclinaison de la résultante.
Cette méthode de calcul met en évidence le rôle majeur des sous-pressions dans l’équilibre des barrages poids et donc l’importance du drainage.
À titre indicatif, les contraintes maximales de compression sous un profil poids traditionnel à parement amont vertical et à fruit aval de 0,8H/1V sont de 0,35 Mpa pour un barrage poids de 25 mètres de hauteur. L’inclinaison de la résultante varie de 27 à 42° suivant les conditions de drainage. Enfin, il convient de noter que le barrage poids en béton est un ouvrage rigide ; le module du béton traditionnel est de l’ordre de 25 GPa, généralement supérieur au module des fondations rocheuses sur lesquelles il repose.
Le fonctionnement mécanique du profil poids nécessite la principale exigence pour un barrage en béton, à savoir la nécessité d’une fondation rocheuse de qualité suffisante. La condition relative à sa faible déformabilité est généralement la plus contraignante, en particulier pour des fondations de roches tendres ou altérées, mais la condition sur la résistance au cisaillement élimine également le profil poids lorsque la résistance au cisaillement de la fondation est faible (fondation marneuse, présence de joints argileux subhorizontaux dans la fondation…).
La deuxième exigence pour construire un ouvrage rigide est de disposer, dans des conditions économiques acceptables, de granulats de bonne qualité nécessaires à sa construction dans un rayon limité. Ces zones d’emprunt sont en général les ballastières de l’oued (problèmes d’alcali-réaction) et/ou les carrières (souvent calcaires).
Les matériaux utilisés pour les barrages en béton :
Maçonnerie :
C’est le procédé le plus ancien. Il nécessite une main d’œuvre très importante pour tailler et la mettre en place les blocs rocheux, raison pour laquelle il n’est plus couramment utilisé.
Au Maroc, la maçonnerie n’est encore utilisée que pour quelques petits barrages. La difficulté d’exécution et la faible résistance à la traction l’écartent souvent.
Béton conventionnel vibré (BCV) :
La technique des barrages poids en béton conventionnel vibré (BCV) s’est développée à partir de la deuxième décennie du Xxe siècle. Elle a donné lieu à un très grand nombre d’ouvrages de toute taille et pour toutes sortes d’usages.
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