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Barrages, ruptures de barrages et conséquences
Il existe près de 50 000 grands barrages dans le monde, utilisés pour recueillir de l’eau, l’irrigation, le contrôle des inondations, et l’approvisionnement en énergie. Pour une grande partie de la population, les barrages sont essentiels et contribuent au développement économique et à la satisfaction des besoins essentiels. Comme tout ouvrage de génie civil, les barrages peuvent connaître des défaillances de sécurité. Au cours de l’histoire, de maints incidents se sont produits lors de la construction ou de l’exploitation de ces ouvrages. Certains de ces incidents ont fini même par la rupture du barrage, due à de différentes raisons. Ces incidents et ruptures de barrages se sont traduits par des conséquences de différente envergure, allant des conséquences mineures à celles catastrophiques (Marche C. 2008). En Algérie, seulement deux accidents majeurs de rupture de barrage ont eu lieu « Fergoug en 1830 et en 1927 » causant la perte d’environ 250 personnes; cette rareté des accidents de rupture ne doit pas conduire à penser que le risque de rupture de barrage est négligeable. En fait c’est le résultat d’un aspect de surdimensionnement des ouvrages d’évacuations notamment les évacuateurs de crues. (Bouhali M. 2006), (Djemili L. 2010).
Les barrages
Selon le Larousse un barrage est un « ouvrage artificiel coupant le lit d’un cours d’eau et servant soit à en assurer la régulation, soit à pourvoir à l’alimentation en eau des villes ou à l’irrigation des cultures, ou bien à produire de l’énergie » et une digue est un « ouvrage destiné à contenir les eaux, à élever leur niveau ou à guider leur cours. » Les deux termes barrage et de digue ne sont pas sans confusion; on emploie parfois le terme digue pour décrire un petit barrage réalisé en remblai. Les berges des canaux ou cours d’eau canalisés peuvent également constituer des digues. Si les barrages sont généralement implantés sur des cours d’eau, il existe également des ouvrages construits 6 pour stocker de l’eau de ruissellement d’un talweg en créant une « retenue collinaire » ainsi que des ouvrages situés hors d’un lit majeur, et se remplissant par pompage ou par dérivation d’un cours d’eau. 1.2. Les différents types de barrages On distingue deux grandes familles de barrages selon les matériaux qui les composent : – Les barrages rigides, en béton ou en maçonnerie – Les barrages souples, en enrochement ou en terre.
Barrages rigides
Les barrages rigides en béton ou en maçonnerie se regroupent principalement en trois types: • Barrage poids Les barrages poids sont parmi les types les plus anciens et ils en existent un grand nombre dans les pays industrialisés, ces barrages résistent à la poussée de l’eau par leur propre poids et par leur forme trapézoïdale (figure 1.1), ils ont connu une certaine désaffection en raison de leur volume et de leur coût relatif, jusqu’au développement récent de la technique du béton compacté au rouleau (BCR) qui leur a donné une nouvelle jeunesse depuis 1980. (Carrère A. 2000) Figure 1.1. Barrage poids • Barrage voûte De formé arquée tournée vers l’amont (figure 2.1), le barrage voûte permet de reporter la pression de l’eau du réservoir sur les rives. Cela permet également de diminuer le volume de béton et d’utiliser au mieux ses capacités à supporter la compression. 6 pour stocker de l’eau de ruissellement d’un talweg en créant une « retenue collinaire » ainsi que des ouvrages situés hors d’un lit majeur, et se remplissant par pompage ou par dérivation d’un cours d’eau.
Les différents types de barrages
On distingue deux grandes familles de barrages selon les matériaux qui les composent : – Les barrages rigides, en béton ou en maçonnerie – Les barrages souples, en enrochement ou en terre.
Barrages rigides
Les barrages rigides en béton ou en maçonnerie se regroupent principalement en trois types: • Barrage poids Les barrages poids sont parmi les types les plus anciens et ils en existent un grand nombre dans les pays industrialisés, ces barrages résistent à la poussée de l’eau par leur propre poids et par leur forme trapézoïdale (figure 1.1), ils ont connu une certaine désaffection en raison de leur volume et de leur coût relatif, jusqu’au développement récent de la technique du béton compacté au rouleau (BCR) qui leur a donné une nouvelle jeunesse depuis 1980. (Carrère A. 2000) Figure 1.1. Barrage poids • Barrage voûte De formé arquée tournée vers l’amont (figure 2.1), le barrage voûte permet de reporter la pression de l’eau du réservoir sur les rives. Cela permet également de diminuer le volume de béton et d’utiliser au mieux ses capacités à supporter la compression. 6 pour stocker de l’eau de ruissellement d’un talweg en créant une « retenue collinaire » ainsi que des ouvrages situés hors d’un lit majeur, et se remplissant par pompage ou par dérivation d’un cours d’eau.
Les différents types de barrages
On distingue deux grandes familles de barrages selon les matériaux qui les composent : – Les barrages rigides, en béton ou en maçonnerie – Les barrages souples, en enrochement ou en terre.
Barrages rigides
Les barrages rigides en béton ou en maçonnerie se regroupent principalement en trois types: • Barrage poids Les barrages poids sont parmi les types les plus anciens et ils en existent un grand nombre dans les pays industrialisés, ces barrages résistent à la poussée de l’eau par leur propre poids et par leur forme trapézoïdale (figure 1.1), ils ont connu une certaine désaffection en raison de leur volume et de leur coût relatif, jusqu’au développement récent de la technique du béton compacté au rouleau (BCR) qui leur a donné une nouvelle jeunesse depuis 1980. (Carrère A. 2000) Figure 1.1. Barrage poids • Barrage voûte De formé arquée tournée vers l’amont (figure 2.1), le barrage voûte permet de reporter la pression de l’eau du réservoir sur les rives. Cela permet également de diminuer le volume de béton et d’utiliser au mieux ses capacités à supporter la compression. 7 De ce fait, c’est un barrage extrêmement sûr et la seule rupture connue (Malpasset, 1959) a été due non à la voûte elle-même, mais à la défaillance en profondeur d’une rive, dans des conditions de structure géologique, de pétrographie et de pressions interstitielles très particulières. (Carrère A. 2000) Figure 2. 1. Barrage voûte • Barrage à contreforts C’est un grand mur en béton qui s’appuie sur des contreforts en laissant des évidements, économisant ainsi du béton. Les contreforts, relativement minces, conduisent les efforts jusqu’aux fondations. (Carrère A. 2000) Ce mode de construction se subdivise en sous-catégories; contreforts à têtes arrondies à masque amont, à voûtes multiples. Figure 3.
Barrage à contreforts
De ce fait, c’est un barrage extrêmement sûr et la seule rupture connue (Malpasset, 1959) a été due non à la voûte elle-même, mais à la défaillance en profondeur d’une rive, dans des conditions de structure géologique, de pétrographie et de pressions interstitielles très particulières. (Carrère A. 2000) Figure 2. 1. Barrage voûte • Barrage à contreforts C’est un grand mur en béton qui s’appuie sur des contreforts en laissant des évidements, économisant ainsi du béton. Les contreforts, relativement minces, conduisent les efforts jusqu’aux fondations. (Carrère A. 2000) Ce mode de construction se subdivise en sous-catégories; contreforts à têtes arrondies à masque amont, à voûtes multiples. Figure 3. 1. Barrage à contreforts 7 De ce fait, c’est un barrage extrêmement sûr et la seule rupture connue (Malpasset, 1959) a été due non à la voûte elle-même, mais à la défaillance en profondeur d’une rive, dans des conditions de structure géologique, de pétrographie et de pressions interstitielles très particulières. (Carrère A. 2000) Figure 2. 1. Barrage voûte • Barrage à contreforts C’est un grand mur en béton qui s’appuie sur des contreforts en laissant des évidements, économisant ainsi du béton. Les contreforts, relativement minces, conduisent les efforts jusqu’aux fondations. (Carrère A. 2000) Ce mode de construction se subdivise en sous-catégories; contreforts à têtes arrondies à masque amont, à voûtes multiples. Figure 3. 1. Barrage à contreforts
Barrages souples
Il existe trois schémas principaux de structure de barrage souple: • Barrage homogène Le barrage en terre homogène est constitué d’un seul matériau meuble suffisamment imperméable pour assurer à la fois l’étanchéité et la résistance, la terre est généralement mise en place par compactage. La structure de ces barrages est souvent complétée par un dispositif de drains dans sa partie aval et d’une protection mécanique contre l’érosion dans sa partie amont. (Djemili L. 2006) Figure 4.
Barrage homogène
• Barrage à noyau étanche Souvent l’hétérogénéité des matériaux disponibles sur place ou leurs caractéristiques géotechniques ne permettent pas d’envisager une digue homogène étanche. Dans ce cas, une solution couramment adoptée consiste à concevoir un massif en plusieurs zones (figure 5.1), dont chacune est constituée d’un matériau différent suivant le rôle que doit jouer chaque zone. L’étanchéité est assurée par un noyau imperméable constitué de terres argileuses, d’argile, de terres caillouteuses ou tout autre matériau terreux comportant une forte proportion de matériaux fins lui conférant une faible perméabilité. Cette technique permet de faire de grandes économies dans les volumes mis en oeuvre et d’utiliser au mieux les matériaux disponibles sur le site. (Djemili L. 2006)
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