Technologie des barrages

Voir aussi sur la page "Recommandations" le document de recommandations pour la justification de la stabilité des barrages et des digues en remblai (CFBR 2015).

Un barrage en terre homogène est le type de barrage le plus simple et, sans aucun doute, le plus ancien. Il consiste à construire en travers du lit de la rivière un massif en terre dont les pentes sont assez douces pour assurer la stabilité et la terre asse imperméable (typiquement de l’argile) pour éviter ne passe au travers du barrage. Les parements peuvent comprendre des banquettes intermédiaires appelées risbermes, ce qui améliore encore la stabilité et facilite le surveillance et l’entretien. Comme pour tous les barrages en remblai, ce type de barrage s’accommode de fondations moins performantes que pour les barrages en béton. La conception de ces ouvrages est fortement dépendantes de la quantité de remblai de qualité suffisante disponible sur le site ou à proximité immédiate (les volumes sont tels qu’un gisement éloigné augmenterait fortement le prix du barrage à cause des frais de transport.

Pour faciliter la mise en place du matériau, la terre est corroyée. Elle est aujourd’hui mise en place en couches successives compactées.

Le développement réalisé au XXème siècle, est issu d’un véritable saut technologique marqué par deux faits principaux :

• le développement de la mécanique des sols, constituée en discipline à part entière à partir de 1930, avec trois grandes étapes : le calcul du réseau de sous-pressions (FORCHEIMER, 1914), le calcul de stabilité (FELLENIUS, 1926) et le principe des contraintes effectives (TERZAGHI, 1924) ; (des ingénieurs de l’USBR expliquent cependant en 1960 à la conférence de Boulder que ce n’est qu’à partir de 1937/1938 qu’ils considérèrent la pression interstitielle pour expliquer l’instabilité des pentes.

• le développement d’engins de terrassement de plus en plus puissants. Ces derniers ont rendu possible la mise en place et le compactage de volumes de plusieurs dizaines de millions de mètres cubes de remblais, dans les délais rapides.

A partir du modèle simple (massif en terre), plusieurs dispositions ont été utilisées pour améliorer la sécurité des ouvrages :

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  assèchement du parement aval par la mise en place d’un cordon drainant en pied ou par un drain vertical placé au milieu du barrage et dont les eaux de collecte sont ramenées vers l’aval au moyen d’un tapis où de bretelles drainantes.

• protection de la pente amont pour un perré, des dalles non jointives, des enrochements… pour protéger le remblai contre les effets des vagues(batillage). La pente aval est généralement simplement engazonnée en évitant la pousse ds arbres dont les racines, cherchant l’eau, pourrait créer un chemin de fuite dangereux.

  

Les concepteurs doivent se prémunir contre deux dangers potentiels :

• ces ouvrages résistent mal à une submersion prolongée importante et par conséquent on doit prévoir un revanche suffisante (notamment pour éviter la submersion par les vagues) et prendre des marges supplémentaires pour l’évacuation des crues.
• la circulation inévitable de l’eau au travers du barrage fait courir des risques d’érosion interne (entrainement des particules du matériau par l’écoulement) et il convient de s’en prémunir par un choix judicieux des matériaux et une mise en œuvre soignée.

Simples de conception, les barrages en terre homogènes sont des barrages de taille limité. Parmi les barrages français les plus hauts de ce type, on peut citer le barrage de Matemale (34 m) ou celui de Montbel (36 m). Mais ils constituent, de très loin, la part la plus importants des petits barrages (moins de 10 m de hauteur) sas compter les digues de protection contre les inondations.