Wikibardig:Barrage étanchéité amont : Différence entre versions

Version du 14 février 2017 à 12:31

Présentation

Dans le cas où l’on ne dispose pas sur le site de construction d’un barrage en remblai de suffisamment de matériau étanche pour constituer une étanchéité interne (noyau), le choix d’une étanchéité artificielle amont s’impose. Ces barrages peuvent être répertoriés selon le type d’étanchéité :

• Masque en béton ;
• Masque en béton bitumineux ;
• Masque constitué d’une géomembrane ;

C’est le type de barrage qui réduit au maximum les infiltrations dans le corps de l’ouvrage, ce qui autorise a priori une pente amont plus faible (à caractéristiques mécaniques identiques).

Le masque amont doit être souple (donc mince) de manière à s'adapter sans détérioration aux mouvements du massif qui se tasse sous son propre poids, sous l'effet de la poussée de l'eau, notamment lors du premier remplissage, et sous les effets des mouvements de la fondation. L'épaisseur de l'écran sert à éviter que les détériorations d’une face se propagent à l’autre face. Le masque amont présente l’avantage de pouvoir être réalisé après l’édification du remblai et de pouvoir être réparé aisément. Exposé aux agressions extérieures (mécaniques, thermiques…), il est plus fragile que le noyau interne et doit recevoir une protection adaptée.

Le masque amont ne joue aucun rôle dans la stabilité du talus sur lequel il s'appuie.

Schéma type d’un barrage à étanchéité amont (Source : CFBR)

Composants

Les barrages à étanchéité amont sont composés :

• D’un système d’étanchéité amont + corps du barrage (remblai)
• D’un système de drainage + filtre
• De systèmes de protection du système d’étanchéité amont (suivant sa nature) et du talus aval

La construction du corps en remblai dont la définition des pentes des talus amont et aval répond aux principes régissant la construction des barrages homogènes. On notera que quelle que soit l'inclinaison adoptée, l'écran a tendance à glisser sur son talus, sous l'effet de son propre poids ou de variations de température. Le masque amont repose en général sur une couche d’éléments fins drainants. L’étanchéité doit être assurée sur la périphérie du masque aussi bien en pied de barrage et dans la fondation qu’en rive pour éviter tout contournement du masque. Pour les barrages en remblai, il a pu exister des cas d'étanchéité par masque amont en argile, cette solution est, maintenant, déconseillée.

Dans le cas des barrages en enrochements il existe de rares cas d’étanchéité amont réalisée par une tôle métallique galvanisée.La protection par masque en argile n'est pas adaptée.

Types de masque

Masque en béton

Ce type de masque joue à la fois le rôle d'étanchéité et de revêtement de protection. L'étanchéité est obtenue par l'emploi d'une granulométrie appropriée et l'utilisation d'adjuvants, que l'on préférera à un surdosage en ciment qui favorise la fissuration de retrait. Les masques en béton sont sensibles aux agressions extérieures et notamment à celle de l’eau dont les caractéristiques chimiques doivent être prises en compte. Le béton peut être armé ou non.

Ce type de masque ne convient pas aux barrages en terre, du fait de la rigidité du masque qui suit mal les déformations du barrage. Ce type de masque est utilisé sur les barrages en enrochements. Grâce aux travaux de Barry COOKE, les barrages en enrochements à masque en béton armé font l’objet d’une quasi-normalisation. Ils sont connus dans le monde anglo-saxon sous l’acronyme CFRD (Concrete Faced Rockfill Dam).

Le masque s’appuie sur une plinthe, parfois complétée par une dalle ancrée. Cette plinthe assure le rôle de transition avec la fondation et permet une certaine rotation de la dalle pour suivre les mouvements du barrage au cours du temps. La mise en place du béton peut se faire soit par coulage par plaques ou bandes, soit par projection, soit par assemblage de dalles préfabriquées.

Un masque en béton non armé, nécessairement plus rigide car plus épais, devra comporter des éléments séparés (dalles, plaques) avec joints horizontaux et verticaux jouant le rôle de charnières pour permettre l'adaptation de l'écran à son support. L'étanchéité au niveau des joints est obtenue à l'aide de lames métalliques pliées, généralement en acier inoxydable ou de bandes de caoutchouc Waterstop. Le joint est ensuite rempli par un produit plastique assurant la protection de l'étanchéité proprement dite.

Masque en béton armé et plinthe du barrage écrêteur de crue des Cous (photo Irstea – G2DR)

Masque en béton bitumineux

Une ou des couches de béton bitumineux sont mises en place par des engins similaires à ce qu’on trouve sur des chantiers routiers (adaptés pour tenir sur la pente). La constitution classique d'un masque en enrobés est la suivante :

• une couche de béton bitumineux filtrant de 4 à 5 cm d’épaisseur (binder), la perméabilité de cette couche sera proche de 10-5 à 10-4 m/s.
• une couche de binder drainant de 10 à 12 cm d’épaisseur de perméabilité proche de 10-2 à 10-3 m/s. Les deux couches de base seront en enrobés résistants afin de permettre le compactage des couches supérieures.
• deux couches de béton bitumineux étanche de 6 cm d’épaisseur chacune, pour permettre un compactage efficace de l'enrobé. La perméabilité de cette couche sera de l’ordre de 10-9 m/s.
• une protection mécanique ou thermique, qui peut être une couche d'enrobés fermés ou poreux, un enduit, une fermeture à l'émulsion ou une peinture.

Masque amont en béton bitumineux (Source : Technique des barrages en aménagement rural)

Les différents modes de dégradation sont:

• Surverse
• Glissement
• Érosion Interne
• Liquéfaction

Ci-dessous des exemples de barrages en remblai à étanchéité amont en France

Empurany : L' étanchéité est assurée par une géomembrane protégée par du béton. Photo P. Royet@Irstea

Sainte Cécile d'Andorges : Barrage en enrochements et masque amont. Photo P. Royet@Irstea

Références

Pour plus d'information sur l'auteur : Irstea - UR RECOVER - Equipe G2DR