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Chapitre 1 : Généralités sur les barrages Introduction : Les barrages sont géné

Chapitre 1 : Généralités sur les barrages Introduction : Les barrages sont généralement construits pour stocker l'eau pour usage domestique et industriel, pour l'irrigation, la production d'électricité hydraulique ou de prévenir les inondations. L’étude d’un barrage nécessite l’intervention de plusieurs disciplines scientifiques complémentaires les unes des autres à cause de sa nature complexe et délicate. Les données environnementales de la région, hydrauliques, géologiques et géotechniques combinées ensemble constituent le socle de ce genre d’étude. Ces données influencent toute la structure, notamment le choix des matériaux de son corps, de la fondation et des mesures spécifiques de sécurité. Une autre caractéristique de l’étude de ces ouvrages est l’incidence considérable des spécificités du site sur la conception et le dimensionnement qui font de chaque ouvrage un cas particulier. Le concept de sécurité pour les barrages d’accumulation repose sur les trois piliers : de la sécurité structurale, de la surveillance et entretien, et de la planification en cas d’urgence. Cette structure et les éléments de chacun de ces piliers sont une mise en œuvre logique de l'objectif ultime qui est de garantir la sécurité en tout temps et en toute circonstance. I. Situation des barrages au Maroc : La sécurisation des ressources en eau reste une priorité pour le Maroc. Preuve en est que depuis quelques années, de plus en plus de barrages sont construits un peu partout dans le pays. Le plus gros, M’Dez, dans la province de Sefrou, devrait coûter 850 MDH pour une capacité de retenue prévue de 700 millions de m 3 , soit le huitième du pays, en taille. La stratégie nationale de l’eau retient une moyenne de trois grands barrages et 50 petits ouvrages par an. A titre d’illustration, le budget alloué à la seule construction est passé de 500 à 600 MDH par an en 2003/ 2004 à 2, 2 milliards de DH pour l’année 2012. Grâce à la politique des barrages, le royaume dispose de plus de 139 grands barrages avec une capacité globale de plus de 17,6 Milliards de m3 , 13 ouvrages hydrauliques de transfert des eaux (Débitance : 200m3 /s, Longueur 1100 km, Volume 2,5 Milliards M3 /an) et plus d’une centaine de petits barrages et lacs collinaires. Mais assurément les plus importants sont Al Wahda dans la province de Sidi Kacem (3,8 milliards de m3 ) et Al Massira dans celle de Settat (2,7 milliards de m3).Ce qui retient l’attention, aussi, est qu’en 1971 le pays ne comptait guère que 18 grands ouvrages d’art et seulement 11 en 1955. De gros efforts et des investissements énormes ont donc été entrepris pour aboutir à la situation actuelle. Si l'évolution de la conception des barrages a connu un rythme très lent pendant des siècles, en raison sans doute du coût de ces ouvrages et des performances à atteindre en termes de sécurité, l'apparition dans les années 1980 d'une nouvelle technique, le béton compacté au rouleau (B.C.R), a conduit à un changement radical, et les nombreuses innovations qu'il a rendu possibles ont largement révolutionné les habitudes en matière de conception, ainsi que les méthodes et délais de réalisation. Développement de la construction des barrages au Maroc II. Différents types de barrages : Les barrages sont par définition des ouvrages hydrauliques disposés en travers d’un cours d’eau pour créer une retenue ou exhausser le niveau en amont, ces types d’ouvrages barrent sur toute la largeur une section d’une vallée et créer ainsi une cuvette artificielle géologiquement étanche. Chaque structure et matériau de construction définit le type de barrage. On distingue : 1. barrages en béton  Barrage-poids (gravité)  Barrages-voûtes  Barrages à contreforts  Barrages en béton compacté au rouleau (BCR) 2. Barrages en remblais  Barrages en terre homogène  Barrages à noyau  Barrages à masque 3. Barrages mobiles Ont une hauteur limitée, ils sont généralement édifié en aval du cours des rivières, de préférence à l’endroit où la pente est la plus faible. On utilise généralement ce type de barrage dans l’aménagement des estuaires et des deltas pour rendre les rivières navigables en les canalisant. III. Classification des barrages Un barrage fluvial permet la régulation du débit d’une rivière ou d’un fleuve, l’irrigation des cultures, une prévention relative des catastrophes naturelles (crues, inondations), par la création de lacs artificiels ou de réservoirs. Un barrage autorise aussi sous certaines conditions la production de forces motrices (moulin à eau) et d’électricité (on parle alors de barrage hydro-électrique). La classification des barrages est faite en fonction des critères suivants : 1. Les matériaux de construction  Barrages rigides : en béton, béton compacté au rouleau (BCR), maçonneries.  Barrages souples : en terre ou enrochement. 2. La façon à résister à la poussée de l’eau  Barrages à stabilité de forme (barrages voutes) : sa forme arquée horizontalement et verticalement, permet de reporter la poussée de l’eau sur les flancs de la vallée. Il doit donc s’appuyer sur une fondation rocheuse résistante.  Barrage à stabilité de poids (barrages poids) : un barrage poids est un barrage dont la propre masse suffit à résister à la pression exercée par l’eau. Ce sont des barrages souvent relativement épais, dont la forme est généralement simple (leur section s’apparente dans la plupart des cas à un triangle rectangulaire) La conception des barrages est un art difficile, du fait que les contraintes sont très importantes, les conditions locales ne sont jamais identiques et les matériaux à utiliser sont ceux disponibles à proximité. La nature de ces matériaux et celle de la fondation de l'ouvrage orientent le choix du type d’ouvrage. IV. Choix du site et du type du barrage Les principaux critères à prendre en considération dans le choix du site et du type du barrage sont les suivants : 1. La topographie et les apports du bassin versant : i l’on excepte le cas des plans d’eau à vocation touristique et les petits barrages hydroélectriques, c’est le volume de la retenue qui conditionne toute la conception du barrage. On cherche en effet à disposer d’un volume d’eau pour le soutien d’étiage, l’irrigation ou l’eau potable, ou bien d’un volume disponible pour amortir une crue. Le tout premier travail consiste donc à calculer le volume d’eau d’une cuvette, en plusieurs sites éventuellement. Un premier dégrossissage peut être fait à l’aide de la carte IGN au 1/25 000, sauf pour les retenues de quelques dizaines de milliers de m3. Le deuxième travail consiste à vérifier si le bassin versant autorise le remplissage de la retenue et à calculer avec quel risque de défaillance 2. La morphologie de la vallée 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. 3. La géologie de la fondation La nature, la résistance, l’épaisseur, le pendage, la fracturation et la perméabilité des formations rencontrées au droit du site constituent un ensemble de facteurs souvent déterminants dans la sélection du type de barrage. On distingue plusieurs types de fondations :  FONDATIONS ROCHEUSES  FONDATIONS GRAVELEUSES  FONDATIONS SABLO-SILTEUSES  FONDATIONS ARGILEUSES 4. le régime des crues Le coût des ouvrages d’évacuation des crues dépend des caractéristiques hydrologiques du bassin versant. Dans le cas de bassin versant étendu et de crues prévisibles sévères, il peut être intéressant de combiner évacuateur de crues et barrage dans un ouvrage en béton déversant. Au contraire, un déversoir de petites dimensions favorise plutôt le choix d’un barrage en remblai, toutes choses égales d’ailleurs. 5. Les matériaux disponibles 6. Critère économique uploads/Ingenierie_Lourd/ chapitre-1 3 .pdf