Résumé M1 Aménagement HydroAgricole Barrages Et Retenues Collinaires
Résumé M1 Aménagement HydroAgricole Barrages Et Retenues Collinaires
Résumé M1 Aménagement HydroAgricole Barrages Et Retenues Collinaires
Etude topographique
La topographie constitue le support essentiel du travail du géologue qui doit toujours situer plus ou
moins précisément les observations qu’il réalise. L’étude topographique est engagée au stade de
l’étude de faisabilité. Elle est basée sur la cartographie aérienne et les fonds de cartes à l’échelle
1/25 000 ou 1/50 000. Elles permettront de choisir l'emplacement final du barrage qui doit remplir
les conditions suivantes:
- La largeur de la gorge doit être la plus faible possible afin de réduire le volume des remblais,
- La capacité du réservoir doit être la plus grande possible pour une hauteur donnée du plan d'eau.
Echelle du bassin versant : Elle est basée sur :
- Photographie aérienne,
- Cartes aux échelles appropriées,
- Situation de la retenue à l’échelle du bassin versant,
- Morphologie : études hydrologiques,
- Précision des cartes : définir les éléments caractéristiques du bassin, réseau
hydrographique, définition du relief.
Crues et ouvrages hydrauliques :
Le coût des ouvrages d’évacuation des crues dépend des caractéristiques hydrologiques du bassin
versant. Au contraire, un déversoir de petites dimensions favorise plutôt le choix d’un barrage en
remblai. Lorsqu’une galerie est requise pour assurer la dérivation provisoire du cours d’eau durant
les travaux, cette galerie peut être avantageusement intégrée aux ouvrages d’évacuation des crues.
Morphologie de la vallée
L’emplacement idéal et le plus économique est celui d’un site étroit, précédé à l’amont par un
élargissement de la vallée, à condition géologiques que les appuis du barrage soient sains.
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.
Il est à noter que les tailles considérées pour ces calculs sont variables.
Le critère topographique dépend de deux rendements différents :
𝑽𝑹
Rendement topographique : il est calculé de la façon suivante : 𝑹𝑻 = 𝑺𝑬
VR : le volume de la retenue calculé à l’aide des courbes HSV (Hauteur surface Volume)
SE: la surface écran de la digue donnée par la section transversale de l’Oued.
Courbe hauteur-Volume-Surface
Les données topographiques, nous permettent de reconstituer la courbe Hauteur-Volume du
barrage.
UNIVERSITÉ MOHAMED EL BACHIR EL IBRAHIMI BORDJ BOUARRERIDJ 1
M1 : Aménagement Hydro-Agricole BARRAGE ET RETENUES COLLINAIRES
Ces barrages s'opposent à la force créée par la pression de l'eau soit par leur propre poids (barrages
poids), soit en reportant sur les rives par un effet de voûte la poussée hydraulique (barrages voûte),
soit encore en associant ces deux possibilités (barrages poids-voûte), soit enfin en reportant sur les
efforts sur le sol par l'intermédiaire de contreforts.
1. Barrage poids
Construit en maçonnerie ou en béton, les barrages poids sont souvent utilisés pour des
vallées larges ayant des fondations rocheuses et sont très épais. Ces barrages provoquent de faibles
contraintes sur les parois rocheuses des vallées. Ces constructions nécessitent beaucoup de
matériaux mais ils sont tout de même toujours très utiles lorsque les fondations et que la géologie ne
permet pas la construction de barrage voûte ou à contreforts.
Les barrages poids évidés utilisent moins de béton puisque qu’ils sont creux à l’intérieur. En
conséquence, l’ensemble des barrages sont donc très sensibles aux séismes. Le changement de
température ne provoque pas de contraintes importantes.
Stabilité d’un Barrage poids :
La méthode classique d’étude de la stabilité d’un barrage poids consiste à analyser l’équilibre global
du barrage ou d’une partie de celui-ci sous l’action du poids, de la poussée hydrostatique, des sous-
pressions et éventuellement d’autres actions secondaires (par exemple poussée des sédiments,
action du vent ou séisme).
Les critères de dimensionnement de l’ouvrage portent sur la répartition des contraintes
normales (limitation des tractions au pied amont et limitation des contraintes de compression) et
sur l’inclinaison de la résultante. Cette méthode de calcul met en évidence le rôle majeur des sous-
pressions dans l’équilibre des barrages poids et donc l’importance du drainage.
Différentes composantes d’un barrage poids (Voir l’image au cours)
Les barrages en remblai (digues) sont constitués essentiellement de matériaux granulaires naturels
meubles prélevés à proximité immédiate de l'ouvrage. L’utilisation de matériaux locaux
généralement bon marché surtout par une mécanisation presque totale des travaux, au fils du temps
imposé le type de barrage en terre comme la solution idéale.
1. Différents types de barrages en terre
Protection de l’ouvrage
9.1. Protection des talus
Lors de la construction du barrage en terre, il y’a lieu de protéger les talus amont et aval contre le
phénomène d’érosion, qui est dû aux vents et aux pluies. Il est également impératif de protéger la
digue contre le phénomène de renard et la résurgence qui est néfaste à la stabilité du barrage (est un
phénomène interne qui se produit avec l’augmentation des vitesses d’écoulement de l’eau sous une
formation ou un remblai).
a) Talus aval
Le talus aval est protégé par une couche de 15 cm d’épaisseur de terre végétale. Cependant les eaux
d’infiltrations peuvent être considérées aussi comme un danger sur la stabilité de l’ouvrage, d’où la
nécessité de disposer d’un drain aux pieds de la digue.
b) Talus amont
Ce talus protégé contre l’effet des vagues par une couche d’enrochement (protection des pierres) ou
par un revêtement imperméable (béton bitumineux).
9.2. Protection par un système de drainage interne
Un tel système a pour but de réduire ou d’annuler les pressions interstitielles le long du talus aval de
la digue, en empêchant la résurgence néfaste à la stabilité.
a) Tapis drainant
Il est constitué de matériaux drainant disposés au contact du sol de fondation en partie aval.
L’efficacité du tapis drainant dépend beaucoup de l’anisotropie hydraulique du corps de la digue
kh/kv (rapport des coefficients de perméabilité horizontale et verticale) ; elle est maximale lorsque
celui-ci est isotrope (kh/kv = 1).
b) Drain cheminé vertical où incliné vers l’amont
Ce type de drain est complété par un tapis drainant horizontal. La pression interstitielle est nulle à
l’aval du drain, éliminant ainsi toute résurgence et érosion agressive.