Les barrages ce sont des ouvrages hydrauliques qui barrent, sur toute la largeur, une section d'une vallée et qui créent ainsi une dépression topographique artificielle étanche à l'eau.
La retenue créée par le barrage peut stocker un part important des apports d'eau (le barrage surélève le plan d'eau amont).
Barrages - des ouvrages singuliers :
Matériaux de construction :
Granulats de béton : graviers d'alluvions, sans matériaux organiques, granulats roulés; év. granulats concassés
Matériaux des corps d'appui : alluvions, moraines (si la fraction de fines n'est pas trop importante) pour les digues en terre: rocher concassé de carrière pour les barrages en enrochements
Matériaux de filtre : alluvions, év. matériaux de carrière (lavage)
Rip-Rap (protection de surface) : blocs de rocher résistant à l'altération
Matériaux de noyau : matériaux argileux, moraines, argiles
Ciment : non disponible sur le site, transport!
Granulats de béton : graviers d'alluvions, sans matériaux organiques, granulats roulés; év. granulats concassés
Matériaux des corps d'appui : alluvions, moraines (si la fraction de fines n'est pas trop importante) pour les digues en terre: rocher concassé de carrière pour les barrages en enrochements
Matériaux de filtre : alluvions, év. matériaux de carrière (lavage)
Rip-Rap (protection de surface) : blocs de rocher résistant à l'altération
Matériaux de noyau : matériaux argileux, moraines, argiles
Ciment : non disponible sur le site, transport!
Avantages et inconvénients de divers types de barrages
---- Barrage-poids ----
Avantages :
- Faibles contraintes dans le béton.
- Faibles contraintes transmises par la fondation au rocher.
- Les variations de températures ne produisent que de faibles variations de contraintes.
- L'évacuateur de crue peut facilement combiner avec le barrage (diriger les crues directement par dessous).
- Le gradient des sous-pressions à travers la fondation est faible.
- Les sous-pressions sont importantes dans la fondation
- Moyen risque de tassement.
- Le volume du béton est important (pour le barrage-poids évidé, il est plus faible).
- Le volume d’excavation de la fouille est important.
- Fragilité au séisme (si les joints entre les blocs ne sont pas faits par injections).
- L'échauffement du béton par la prise du ciment est assez problématique.
---- Barrages à contrefort ----
Avantages :
- Les contraintes transmises par la fondation au rocher sont moyennes.
- Les sous-pressions au niveau de la fondation sont faibles.
- Le volume du béton est faible
- L’échauffement du béton est faible.
- Les risques de tassements sont moyens.
- Très susceptible au séisme. La résistance à l'accélération latérale est presque non- existante.
- La fouille est importante.
- Le gradient des sous-pressions au niveau de la fondation est localement très élevé.
- Les contraintes dues au gradient de température peuvent devenir importantes à la tête du contrefort.
---- Barrage à voûtes multiples ----
Avantages :
- Le volume du béton est faible.
- La fouille est assez petite.
- Les sous-pressions au niveau de la fondation sont faibles.
- L'échauffement du béton est très faible pendant la construction.
- Les contraintes sont importantes dans les voûtes.
- Grand risque de tassements. Les contraintes de température peuvent être très grandes.
- Très susceptible au séisme.
- La combinaison du barrage avec l'évacuateur de crue est difficile.
- Les sous-pressions dans les fissures du rocher peuvent provoquer des glissements d’appuis.
- La structure est très vulnérable (attentats, guerre).
---- Barrage à voûtes ----
- Le volume du béton est faible.
- La fouille est assez petite.
- La résistance au séisme est haute.
- Les sous-pressions au niveau de la fondation sont faibles (la surface de la fondation est petite).
Inconvénients :
- Les contraintes sont importantes dans le béton et dans le rocher.
- Les forces sont transmises obliquement dans les appuis.
- Moyen risque de tassements.
- L'échauffement du béton par la prise du ciment est à considérer.
- L'intégration de l’évacuateur de crues (grands débits) dans le barrage est difficile.
- Le gradient des sous-pressions au niveau de la fondation est très grand.
- Les sous-pressions dans les fissures du rocher peuvent provoquer des glissements d ’appuis.
---- Digue en terre/ Enrochement à noyau ----
Avantages :
- Le corps du barrage est très flexible et adaptable aux conditions du terrain.
- Peu susceptible aux tassements et aux séismes.
- Petite à moyenne fouille. La digue n'est pas forcement fondée sur un rocher sain.
- La compression du sol est faible.
- Le gradient des sous-pressions au niveau de la fondation ou du noyau est faible.
Inconvénients :
- Mise en place de grands volumes de matériaux.
- Le remblai du noyau en argile est influencé par les conditions atmosphériques (climat pluie).
---- Digue à masque amont ( béton ou bitumineux) ----
Avantages :
- Le corps du barrage est très flexible et adaptable aux conditions du terrain.
- Les tassements limités sont tolérables.
- Pas très susceptible au séisme. Au dessous du masque, un système de drainage performant est nécessaire à cause de la fissuration.
- Le volume des déblais est moyen.
- Le masque doit être connecté au rocher (directement ou par une parafouille).
- La compression du sol est faible.
- Mise en place de grands volumes de matériaux.
- Le gradient est très élevé près de la connexion entre le masque et le rocher (plinthe).
- Études importantes et coûteuses
- Reconnaissances : topographie, géologie, géotechnique et impact sur l’environnement.
- Réalisation = problème de logistique
- Installations fixes.
- Équipements.
- Main d’œuvre.
- Durée du chantier ( plusieurs années).
- Mise en place de grandes quantités de matériaux
- Exigences de la sécurité