Barrages souples : Les barrages souples en terre peuvent être construits avec d
Barrages souples : Les barrages souples en terre peuvent être construits avec des matériaux de caractéristiques très divers allant de l’argile très fine à des éléments très grossiers ou même des roches altérées facilement compactées. L’utilisation d’un matériau ou d’un autre dépend de la disponibilité dans la zone d’emprunt. Un barrage en remblai est constitué en général de six éléments : Un organe d’étanchéité : constitué d’un matériau imperméable habituellement noyau argileux, masque amont ... Recharges (amont et aval) : remblai situé à l’aval et à l’amont de l’écran interne d’étanchéité dans un barrage en terre ou en enrochement. Riprap : couche d’enrochement ou de blocs préfabriqués disposée en vrac à l’amont du barrage. Filtres : matériau dont la granulométrie est telle que les particules fines ne puissent pas migrer vers les zones drainantes. Drains : ils drainent les eaux de fuites vers l’aval à l’extérieur de l’ouvrage. Risbermes : décrochement horizontal sur le talus d’un barrage en remblai. Quel que soit la composition du barrage en terre, on distingue trois schémas différents. Barrage zoné à noyau : Une coupe générale de ce type est donnée par la figure suivante : Lorsqu’on ne dispose que de matériaux hétérogènes dans la zone d’emprunt, on ne peut pas concevoir un barrage homogène. En revanche, on construit une digue en plusieurs zones constitués de matériaux différents chacune jouant un rôle spécifique. Le rôle de l’étanchéité est assuré par le noyau et les recharges permettent de stabiliser le barrage. Vue l’importance du noyau pour l’étanchéité, on impose en général des argiles avec des spécifications précise surtout en terme de perméabilité (< 10-7 m/s). Pour les filtres, ils doivent protéger le noyau, raison pour laquelle on doit satisfaire les deux conditions de Terzaghi : La première condition de Terzaghi est dite de perméabilité : Quant à la 2ème, elle est dite de rétention : L’organe d’étanchéité qui est le noyau peut être mince, large ou incliné (voir la figure suivante) Pour les barrages Marocains, l’exemple de ce type est le barrage Oued El Makhazine (voir figure ci-après), Dar Khroufa … Les particularités des barrages zonés sont : -Corps du barrage très flexible et pouvant s’adapter aux conditions du terrain ; - Structures très peu sensibles aux tassements et au séisme ; - Excavations limitées ; - Contraintes faibles sur le sol de fondations ; - Gradients hydrauliques faibles dans le noyau et dans la fondation. Ils ont, en revanche les inconvénients suivants : -Volume des matériaux très important ; - Nécessité de disponibilité des matériaux argileux en grandes quantités à proximité du site ; - Perturbation de la mise en place du noyau par la pluie. Barrage à masque amont: Le masque amont est généralement en béton pour assurer l’étanchéité. Ce genre de barrage en terre est construit dans le cas où la mise en place d’un noyau n’est pas possible. Pour les barrages en remblai au Maroc, ce type est devenu très répandu (barrage Martil, Zerrar, Tarzirte, Ahmed El Hansali …) et d’autres sont de plus en plus prévus. Une coupe type de ce type est donnée par l’exemple du barrage Tarzirte ci-dessous, où l’organe d’étanchéité est constitué par un masque en béton avec une épaisseur donnée par le tableau suivant du bulletin 144 du CIGB: Avec : Le masque amont est constitué d’un béton 31.5/20 avec des caractéristiques fixées par le bulletin 141 du comité international des grands barrages (CIGB), à savoir : - Une résistance caractéristique à la compression à 28 jours entre 20 et 24 MPa. Cet intervalle permet d’avoir un béton assez souple pour pouvoir suivre les tassements de la transition 2B ; - Un rapport (eau sur ciment) E/C inférieur à 0.5 ; - Un pourcentage de l’air occlus entre 4 et 6% ; - Un affaissement entre 30 et 70 mm ; - Un ferraillage au voisinage de 0.4% horizontalement et de 0.5% verticalement. Il repose nécessairement sur une plinthe qui le relie aux fondations et sert de galerie pour le drainage et pour les injections. La zone 2B sert comme assise pour le masque. Quant à la zone 3C, c’est un matériau qui satisfait les conditions de filtre de Terzaghi mais aussi un drain qui se prolonge aussi sous le barrage en contact avec les fondations comme tapis drainant. A l’aval de 2B on retrouve un tout-venant 3A qui constitue le plus grand volume à l’aval duquel on met des enrochements puis un Rip-Rap de protection du pied aval. Il est à noter que les matériaux à l’aval de 2B varient d’un barrage à un autre selon leur disponibilité dans les zones d’emprunt. Le masque amont est mis en place sous forme de panneaux verticaux de 15 m de largeur liés entre eux, avec la plinthe et en fin avec le mur parapet amont en utilisant des joints en cuivre. Ces barrages ont les avantages suivants : - Corps du barrage très flexible et pouvant s’adapter aux conditions du terrain ; - Structure peu sensible aux tassements globaux et peu sensible aux séismes ; - Excavations limitées ; - Pas de matériaux argileux à mettre en place ; - Contraintes faibles sur le sol de fondation. Mais ils ont également quelques inconvénients : - Volume de matériaux à mettre en place très importants ; - Gradients hydrauliques importants sous la fondation de la plinthe ; - Le masque amont en béton est sensible aux tassements différentiels des remblais en dessous. - Un grand linéaire en cuivre utilisé dans les joints entre plots du masque, entre le masque et la plinthe et enfin entre le masque et le mur parapet en crête. Barrage homogène : Il est constitué de matériaux permettant d’obtenir après compactage des conditions d’étanchéité et de stabilité satisfaisantes. Il comporte en outre un drainage dans sa partie aval et une protection mécanique en amont. A moins d’avoir des zones d’emprunt d’argile en qualité en quantité requise, cette conception se limite en général aux digues de col. Conclusion : Pour conclure, le choix du type de barrage obéit également, comme le choix du site, à la fois aux contraintes géologiques et aux contraintes topographiques. De façon très schématique, on peut dire qu’au Maroc le choix entre un barrage en terre (souple) et un barrage en béton (rigide) se base sur le critère géologique : dans le cas d’une fondation meuble ou rocheuse mais très fracturée, on a recours a un barrage souple soit en masque amont soit en digue zonée et rarement une digue homogène (faute de disponibilité d’argile) et dans le cas d’une fondation rocheuse de bonne qualité, on préfère les barrages rigides poids en BCR ou rarement, si les conditions sont respectées, les barrages voûtes. Cette tendance vers les barrages poids en BCR d’une part et vers les barrages en remblai à masque amont ou à noyau a été dictée au Maroc par la contrainte économique, par la contrainte des délais d’exécution et par la complexité d’exécution des autres variantes. Vidange de fond : La vidange de fond est avant tout un organe de sécurité dont les principales fonctions sont: Maîtriser la montée du plan d’eau lors du premier remplissage ; Permettre l’abaissement du plan d’eau, voire la vidange du bassin de retenue en cas de danger menaçant la sécurité de l’ouvrage Maintenir le plan d’eau abaissé en cas de nécessité (travaux d’entretien ou travaux consécutifs à un événement exceptionnel) ; Servir d’organe complémentaire pour l’évacuation de la crue de projet ou de sécurité. Possibilité de vider complètement la retenue pour la mise hors d’eau soit pour l’inspection ou entretien. Une autre fonction importante de la vidange de fond est l’exécution de chasses périodiques pour l’élimination des dépôts dans la retenue. Elle est calée en principe assez bas, en général à 1/3 de la hauteur du barrage, pour diminuer l’envasement dû à la sédimentation des apports solides. Il est souhaitable que la vidange de fond soit équipée de deux vannes, l’une remplissant la fonction de dispositif de sécurité (réserve, révision), l’autre celle de dispositif d’exploitation ou de réglage. Une vanne batardeau en amont permet de vider la galerie pour procéder à une inspection et réaliser des travaux d’entretien. De l’amont à l’aval, la vidange de fond est constituée en général : D’un entonnement blindé qui reçoit l’écoulement, • D’une vanne de garde, en général de type glissière manœuvrée à partir de la crête, • D’une conduite cylindrique ou d’un pertuis rectangulaire, • D’une vanne de service contrôlée au niveau de la chambre des vannes, • D’un débitmètre pour contrôler les mesures des débits, • D’un chenal aval pour restituer les lâchers de la vidange loin du pied aval du barrage. Calcul de la capacité de la vidange : La vidange de fond fonctionne selon deux régimes d’écoulement : écoulement en charge quand le niveau de l’eau amont est supérieur de la cote du toit de la vidange et écoulement à surface libre dans le cas échéant. Fonctionnement en écoulement à surface libre : Le théorème de Bernoulli appliqué pour uploads/Ingenierie_Lourd/ barrages-souples.pdf
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- Publié le Nov 15, 2021
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