Les barrages Pourquoi des barrages ?
Les barrages Terminologie…
Les barrages Grands barrages de plus de 15m
Les barrages Grands barrages de plus de 15m
Les barrages Un barrage est soumis à plusieurs forces. Les plus significatives sont : • la poussée hydrostatique exercée par l'eau sur son parement exposé à la retenue d'eau ; • les sous‐pressions exercées par l'eau percolant dans le corps du barrage ou la fondation ; • les éventuelles forces causées par l'accélération sismique.
Les barrages Pour résister , deux stratégies sont utilisées : • construire un ouvrage suffisamment massif pour résister par son simple poids • construire un barrage capable de reporter ces efforts vers des rives ou une fondation rocheuse résistantes
Les barrages Eléments de calcul…
p = ρgh
h
H
F
F = ∫ pdS ⇒ F = ρgL ∫ hdh 0
S
F=
ρgLH 2
2
Les barrages Barrage poids
Barrage amont d'Aussois (Savoie, France): barrage‐poids évidé
Les barrages
Ì En pratique, on prend un fruit aval m = 0.75
Barrage poids Les principales caractéristiques des barrage‐poids sont : ¾ Hm : hauteur maximale ¾ eb : épaisseur de base ¾ lc : longueur de couronnement
Barrage Génissiat Grande Dixence
Pays Hm (m) Eb (m) Lc (m) France 104 57 140 Suisse 284 200 750
Construction 1938-1948 1951-1971
Les barrages Barrage poids Ì En pratique, on prend un fruit aval m = 0.75 Ce fruit satisfait à la condition de non renversement, quelles que soient les sous-pressions, mais il ne satisfait pas à la condition de glissement obtenue en supposant que le diagramme de souspression est triangulaire. On doit donc réduire au minimum la sous-pression par un réseau serré de drains verticaux recoupant les éventuelles fissures horizontales.
Les barrages Barrage poids
Les barrages Barrage poids
Les barrages Barrage voute Pays
Nom de l’ouvrage
Cours d’eau
Hm
Eb
Lc
Vb
(m)
(m)
(m)
(103 m3)
Construction
Voûtes pures France
Tignes
Isère
160
45
380
630
1950-55
Suisse
Mauvoisin
Dranse de Bragues
237
53
520
2 000
1950-57
Dordogne
120
80
390
700
1942-52
Vaïont
266
23
190
360
1958-61
Voûtes épaisses France
Bort Voûtes coupoles
Italie
Vaïont
Les barrages Barrage voute pure ‐ Tignes
Les barrages Barrage voute pure – Mauvoisin (Suisse)
Les barrages Barrage voute épaisse – Bort les Orgues
Les barrages Barrage voute épaisse – Bort les orgues
Les barrages Barrage voute épaisse – Monteynard
Les barrages Barrage voute Coupole – Vaïont (Italie)
Les barrages Barrage voute – Danger !??
Les barrages Barrage voutes multiples
Beni‐Bahdel, Algérie, 1934
Barrage de Manic (Canada) plus haut barrage voute à arches multiples du monde (214 m)
Les barrages Barrage en terre Pour construire un barrage en terre on peut utiliser différents types de matériaux : Ö Terres pulvérulentes Ö Terres cohérentes Ö Les terres compactées
Barrage de Grand’Maison
Les barrages Barrage en Terre
Les barrages Barrage en terre Lors de la construction d’un barrage en terre, une bonne cohésion est obtenue : ¾ En sélectionnant les matériaux de façon à obtenir une granulométrie qui favorise le logement des petites particules entre les grosses. ¾ En épandant les matériaux en couches horizontales de plusieurs dizaines de cm ¾ En le compactant avec des forces capables de vaincre les frottements entre les particules. ¾ En mouillant les terres. Cette humidification est très importante pour les barrages en terre
Le barrage de Kárahnjúkar (Islande)
Les barrages Barrage en terre ‐ Construction Avec 190 m, le barrage est le plus haut d'Europe depuis 2006
Extraction et transport des matériaux
Les barrages Barrage en terre ‐ Construction
La structure du barrage : béton en façade, remblai intérieur et enrochement à l'arrière
Les barrages Barrage en terre – Stabilité ?
Renard = DANGER !
Les barrages Barrage en terre – Stabilité ? Quelques règles de bonne conception Il est primordial de prévenir la formation de renards en évitant la formation de ligne d’écoulement dans le corps de barrage et dans le sol d’assise. On met en œuvre : • Des écrans imperméables verticaux ou horizontaux qui allongent des trajets d’infiltration. Ils réduisent le gradient hydraulique et maintiennent les forces d’infiltration inférieures à la valeur critique. • Des écrans imperméables en amont sur le barrage, empêchant les infiltrations à travers les terres. • Les tapis filtrants, protégeant la zone d’émergence des filets liquides. • Les puits drainants.
Les barrages Barrage en terre – Coupe types barrage homogène
Les barrages Barrage en terre Coupe type d’une barrage zoné
Les barrages Ouvrages annexes
Les barrages Ouvrages annexes
Les barrages Ouvrages annexes
Les barrages Ouvrages annexes
Barrage de Sir ‐ Turquie
Deux évacuateurs de crue à saut de ski et deux évacuateurs en charge
Evacuateur de crue en tulipe
Les barrages Ouvrages annexes
Evacuateur de crue à écoulement en charge
Evacuateur de crue à seuils libres
Les barrages Ouvrages annexes – Echelle à poisson
Barrage Bonneville sur le fleuve Colombia, USA
Barrage de Verbois près de Genève sur le Rhône, Suisse
Les barrages Ouvrages annexes – Echelle à poisson
Grande échelle à poissons de John Day Dams sur la Rivière Columbia
Les barrages BCR – Béton Compacté au Rouleau Qu’est‐ce qu’un BCR ? Le BCR est un béton raide d’affaissement nul Les BCR sont généralement fabriqués avec les mêmes matériaux que ceux utilisés pour le béton conventionnel • Gros granulats et granulats fins (attention à la granulométrie) • Liant : ciment Portland, CV, FS, laitiers, etc. • Adjuvants : réducteur d’eau, retardateur, entraîneur d’air
Les barrages BCR – Béton Compacté au Rouleau La consistance très «sèche» du BCR requiert toujours l’application d’un effort de compactage Rapprocher les particules du granulat pour permettre à la pâte de ciment de combler les vides granulaires Un BCR bien formulé et bien compacté est en mesure de développer des propriétés mécaniques semblables à celles d’un béton conventionnel fabriqué avec le même rapport E/C
Les barrages BCR – Béton Compacté au Rouleau De par sa consistance particulière, le BCR est généralement mis en place et compacté avec les mêmes équipements généralement utilisés pour la construction routière • Camions à benne basculante • Niveleuse (barrage), épandeuse (pavages) • Compacteur (avec ou sans vibration)
Les barrages BCR – Béton Compacté au Rouleau Avantages Faible contenu en liant(< 175 kg/m3) Faible chaleur d’hydratation Faible coût / m3 Rapidité de mise en place Usines en continu Convoyeurs Technologie peu complexe Grande stabilité volumique Barrage du Lac Robertson – Hydro‐Québec
Les barrages BCR – Béton Compacté au Rouleau Avantages Par rapport à un ouvrage en terre Volume plus faible Meilleure résistance à l’érosion Imperméabilité Possibilité de prévoir une centrale adjacente à l’ouvrage
Par rapport à un ouvrage en béton Moins de matières cimentaires Rapidité de mise en place Pas ou peu de coffrages
Les barrages BCR – Béton Compacté au Rouleau Inconvénients Qualité des parements Difficulté d’entraîner de l’air Coût de transport des matières cimentaires en régions éloignées
25 MPa à 91 jours 75 kg/m3 ciment 75 kg/m3 CV E/C= 0,72 Entraineur d’air
