Wikibardig:Choix d'un site (barrage) : Différence entre versions

Version du 20 octobre 2015 à 11:28

Choix d’un site et d’un type d’ouvrage (barrage)

Plusieurs éléments sont importants dans le choix d’un site de construction et d’un type d’ouvrage.

L’hydrologie

L’hydrologie du bassin-versant est une donnée essentielle pour établir la faisabilité du projet et estimer le volume du réservoir. Elle permet également de définir le volume et le débit maximal des crues rares : le barrage une fois construit doit résister à des crues dont la période de retour varie en fonction du type de barrage et de sa classe. Pour les barrages de classe A les périodes de retour sont :

• 10 000 ans pour les barrages en remblai très sensibles au phénomène de surverse ;

• 1 000 ans pour les barrages en béton ou en maçonnerie existants ;

• 3 000 ans pour les barrages en béton ou en maçonnerie neufs ou faisant l'objet de travaux de confortements.

Le coût des ouvrages d’évacuation des crues dépend des caractéristiques hydrologiques du bassin versant.

Les études hydrologiques permettent également de connaître le régime des transports solides du cours d’eau liés à l’érosion des sols du bassin-versant. Il s’agit d’évaluer la vitesse de comblement de la « tranche morte » du réservoir

La topographie

L’emplacement idéal et le plus économique est celui d’un site étroit, précédé à l’amont par un élargissement de la vallée, à condition que les appuis du barrage soient sains (resserrement indépendant d’une zone d’éboulement ou d’un glissement). Ce type de site est peu fréquent, soit parce qu’il n’existe pas toujours de resserrement de vallée dans la nature, soit parce que le choix du site n’obéit pas toujours aux seules considérations techniques. En première approximation, une vallée large conviendra mieux à l’aménagement d’un barrage en remblai. Un site étroit conviendra aussi à un barrage poids et un site très étroit conviendra aussi à une voûte. Tout cela bien sûr sous réserve que les fondations le permettent.

La géologie

La géologie structurale est de première importance. Il convient d’obtenir une description aussi fiable que possible du réseau de failles affectant le site. La présence d’une faille potentiellement active sur le site du barrage ou du réservoir doit conduire à l’abandon du site.

Deux types de propriétés doivent être examinés :

• La perméabilité des formations géologiques du site ;

• Les propriétés mécaniques concernant la déformabilité et la résistance des appuis : la nature, la résistance, l’épaisseur, le pendage, la fracturation des formations rencontrées au droit du site constituent un ensemble de facteurs souvent déterminants dans la sélection du type de barrage.

Ainsi, en fonction du type de fondations, les types constructifs pour l’ouvrage et les traitements seront différents.

Sauf en cas de roches très fissurées ou de caractéristiques très médiocres, les fondations rocheuses se prêtent à l’édification de tous types de barrages, moyennant des dispositions adéquates concernant la purge des matériaux très altérés et le traitement éventuel par injection. L'aspect important est le régime des fractures (failles, joints, diaclases, schistosité). Les barrages en remblai conviennent toujours. Pour les autres, les exigences vont en croissant du BCR, au béton conventionnel et à la voûte.

Sous réserve qu’elles soient suffisamment compactes, les fondations graveleuses conviennent en général pour des barrages en terre ou en enrochements, du moins au plan mécanique. Le contrôle des fuites doit être assuré par un dispositif d’étanchéité et de drainage approprié. Dans la pratique, comme ce type de fondation se rencontre surtout pour les rivières ou fleuves à débit important, l’ouvrage doit donc évacuer des crues importantes, ce qui exclut les barrages en terre. Des barrages en béton de très petite hauteur peuvent également être édifiés moyennant des précautions concernant les fuites et les percolations (risque de renard) et les tassements différentiels.

Des fondations de silt ou de sable fin peuvent convenir à l’édification de barrages en terre, voire exceptionnellement à de très petits barrages poids en béton moyennant de sérieuses précautions.

Des fondations argileuses impliquent presque automatiquement le choix de barrages en remblai, avec des pentes de talus compatibles avec les caractéristiques mécaniques des formations en place.

La sismologie

Chapitre à venir.

Les matériaux disponibles

La disponibilité sur le site, ou à proximité, de matériaux utilisables pour la construction d’un barrage a une incidence considérable, souvent même prépondérante sur le choix du type de barrage :

• sols utilisables en remblai ;

• enrochements pour remblai ou protection de talus (rip-rap) ;

• agrégats à béton (matériaux alluvionnaires ou concassés) ;

• liants (ciment, cendres volantes …).

La possibilité d’extraire ces matériaux de l’emprise de la retenue permet d’accroître la capacité de stockage. En outre, cela minimise généralement les coûts de transport et de remise en état des zones d’emprunts. D’une manière générale, si l’on dispose :

• de sols limoneux ou argileux de qualité (teneur en fines, plasticité, état) et en quantité suffisante (1,5 à 2 fois le volume du remblai), la solution barrage en terre homogène ou pseudo-zoné - en réservant les matériaux les plus grossiers en recharge aval - s’impose comme la plus économique, du moins tant que les débits de crue à évacuer demeurent modestes ;

• de matériaux imperméables en quantité limitée, et par ailleurs de matériaux grossiers ou d’enrochements, il est envisageable de construire un barrage en terre zoné ou en enrochements avec noyau. Cette solution présente l’inconvénient d’une mise en œuvre par zones, d’autant plus compliquée que le site est restreint et contrarie l’évolution des engins ;

• uniquement de matériaux grossiers, ceux-ci peuvent être exploités pour édifier un remblai homogène, l’étanchéité étant assurée par une paroi au coulis construite après montée du remblai en son centre, ou par une étanchéité amont artificielle (béton, membrane ou béton bitumeux) ;

• uniquement d’enrochements, un barrage en enrochements compactés avec étanchéité rapportée sur le parement amont éventuellement adouci (membrane, masque en béton hydraulique ou béton bitumineux) conviendra. La solution béton, en particulier la solution BCR, peut également s’avérer compétitive, sous réserve de fondation suffisamment bonne (rocher ou terrain compact) ne nécessitant pas de fouilles excessives.

Références

Carrère A. (1994). Barrages. Techniques de l’Ingénieur.

CFBR (2013). Groupe de travail «Dimensionnement des évacuateurs de crues de barrages ». Recommandations pour le Dimensionnement des évacuateurs de crues de barrages. 166 pages.

Comité Français des Grands Barrages (2002). Petits barrages:recommandations pour la conception, la réalisation et le suivi des petits barrages. Coordination Degoutte G. - Cemagref Editions-2° édition.

MEDDE (Ministère de l’Écologie, du Développement durable et de l’Énergie) DGPR (Direction Générale de la Prévention des Risques). Risque sismique et Sécurité des ouvrages hydrauliques.316 pages. Octobre 2014- Groupe de travail « Barrages et Séismes ».