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Chap 1B Generalites Barrages (1) .pdf



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Barrages
Généralités
Barrages
Barragesen
enbéton
béton
Barrage-poids

Barrage à contreforts

Barrage-voûte

Barrage-poids massif

Barrage à contreforts
à tête élargie

Barrage-voûte épais

Barrage à contreforts
à dalles planes

Barrage-voûte mince

Barrage-poids à
joints évidés
Barrage-poids voûte
Barrage-poids incurvé

Barrage en béton
compacté au rouleau
(BCR)

Barrage-voûte/
dômes multiples
Barrage évidé

Barrage-voûte
cylindrique

Barrage-voûte à
double courbure

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

ÉC O LE PO L Y TEC H N IQ U E
FÉ DÉRA LE D E LA USAN NE

Barrages
Généralités

Barrage
Barrageen
enbéton
béton
compacté
compactéau
aurouleau
rouleau
(Monskville,
(Monskville,USA)
USA)

Le plus haut:
du monde

de la Suisse

Nom:

Tamagawa (Japon)

Aucun

Hauteur:

100 m

Volume béton:

1154 ·103m3 dont
750 ·103m3 en RCC

Volume béton:

90 kg CP + 39 kg
cendres volantes
par m3 de BCR

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Barrages
Généralités

Barrage
Barrageen
enbéton
bétoncompacté
compactéau
aurouleau
rouleau
Rialb, Espagne, 101 m

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Barrages
Généralités

Rialb, Espagne, 101 m

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Barrages
Généralités

Rialb, Espagne, 101 m

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Barrages
Généralités

Rialb, Espagne, 101 m

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Barrages
Généralités

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Généralités

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Barrages
Généralités

Laboratoire de Constructions Hydrauliques

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Barrages
Généralités
Barrages
Barragesen
enremblai
remblai((digues)
digues)
Barrage en terre

Barrage en enrochement

Barrage en terre homogène

Barrage en enrochement
à noyau d’argile

Barrage en terre zonée
Barrage en terre à noyau d’argile
Barrage en terre à masque amont
(béton ou bitume)

Barrage en enrochement à masque
amont (en béton ou bitume)
Barrage en enrochement à écran
interne d’étanchéité (membrane)
en béton bitumineux

Barrage en terre à membrane interne
en béton bitumineux

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Barrages
Généralités

Digue
Diguehomogène
homogène (Ludington,
(Ludington,USA)
USA)
La plus haute:
du monde

de la Suisse

Nom:

Medeo (Kazakhstan)

Aucune

Hauteur:

144 m

Volume béton:

8.5 ·103m3

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Barrages
Généralités

Digue
Digueàànoyau
noyau (Göscheneralp,
(Göscheneralp,Suisse)
Suisse)
La plus haute:
du monde

de la Suisse

Nom:

Nurek (Tadjikistan)

Goescheneralp

Hauteur:

300 m

155 m

Volume béton:

58 ·103m3

9.3 ·103m3

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Barrages
Généralités

Goescheneralp, Uri, 155 m
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Barrages
Généralités

Goescheneralp, Uri, 155 m
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Barrages
Généralités

Barrages
Barragesau
auValais
Valaisavec
avecune
une hauteur
hauteurplus
plusgrande
grandeque
que60
60m
m

Barrage de Mattmark:
ƒ Hauteur 120 m
ƒ Volume de la retenue:
100 Mio m3
ƒ Mise en service 1967

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Barrages
Généralités

Mattmark, Valais, , 120 m, 1967
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Barrages
Généralités

Marmorera, Grison, 91 m, 1954

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Barrages
Généralités

Polyphyton, Grèce, 100 m
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Barrages
Généralités

El Makhazine, Maroc, 100 m
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Barrages
Généralités

El Makhazine, Maroc, 100 m
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Barrages
Généralités

Maison, France
Laboratoire de ConstructionsGrand
Hydrauliques

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Barrages
Généralités

Maison, France
Laboratoire de ConstructionsGrand
Hydrauliques

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Barrages
Généralités

Chivor, Colombie, 237 m

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Barrages
Généralités
Karkeh, Iran, 127 m

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Barrages
Généralités
Barrages
Barragesen
enremblai
remblai((digues)
digues)
Barrage en terre

Barrage en enrochement

Barrage en terre homogène

Barrage en enrochement
à noyau d’argile

Barrage en terre zonée
Barrage en terre à noyau d’argile
Barrage en terre à masque amont
(béton ou bitume)

Barrage en enrochement à masque
amont (en béton ou bitume)
Barrage en enrochement à écran
interne d’étanchéité (membrane)
en béton bitumineux

Barrage en terre à membrane interne
en béton bitumineux

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Barrages
Généralités

Digue
Digueààmasque
masqueamont
amont (Foz
(Fozdo
doAreia,
Areia,Brésil)
Brésil)
La plus haute:
Nom:

du monde

de la Suisse

Foz do Areia

Godey

(Brésil)

Hauteur:

160 m

35 m

Volume béton:

13 ·103m3

0.3 ·103m3

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Barrages
Généralités

Grand Maison, Verney, France

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Barrages
Généralités

New Spicer Meadow, USA, 70 m

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Barrages
Généralités

New Spicer Meadow, USA, 70 m

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Barrages
Généralités

New Spicer Meadow, USA, 70 m
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Barrages
Généralités
Barrages
Barragesen
enremblai
remblai((digues)
digues)
Barrage en terre

Barrage en enrochement

Barrage en terre homogène

Barrage en enrochement
à noyau d’argile

Barrage en terre zonée
Barrage en terre à noyau d’argile
Barrage en terre à masque amont
(béton ou bitume)

Barrage en enrochement à masque
amont (en béton ou bitume)
Barrage en enrochement à écran
interne d’étanchéité (membrane)
en béton bitumineux

Barrage en terre à membrane interne
en béton bitumineux

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Barrages
Généralités

Finstertal, Autriche, 100 m
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Barrages
Généralités
Finstertal, Autriche, 100 m

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Barrages
Finstertal, Autriche, 100 m
Généralités

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Généralités

Finstertal, Autriche, 100 m

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Barrages
Généralités

Situation
Situationdes
desbarrages
barragesen
enSuisse
Suisse

www.swissdams.ch
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Barrages
Généralités

Barrages
Barragesen
enSuisse
Suisseavec
avecune
unehauteur
hauteurplus
plusgrande
grandeque
que150
150m
m

Grande Dixence
(285m)

Contra (220m)

Göscheneralp (155m)

Mauvoisin (250m)

Luzzone (225m)

Emosson (180m)

Zeuzier (156m)

Curnera (155m)

Zervreila (151m)

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Barrages
Généralités

Choix
Choixdu
dutype
typede
debarrage
barrage

Critères







forme de la vallée
risque sismique
géologie et géotechnique
matériaux de construction
conditions climatiques
crues à maîtriser

Economie
Economie

Sécurité
Sécurité

Type
Typede
de
barrage
barrage

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Barrages
Généralités

Reconnaissances
Reconnaissancesgéologiques
géologiques
MOYENS

RESULTATS

Photos satellites
Photos aériennes

morphologie
tectonique

Reconnaissance
de la surface

morphologie, carte de la géologie
de surface

Méthodes géophysiques

coupes géologiques (résistivité, vitesse des ondes)

Forages
Puits
Tranchées
Galeries

lithologie
stratigraphie
tectonique
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Barrages
Généralités

Géotechnique
Géotechnique(sol
(solet
etroche)
roche)
RENSEIGNEMENTS REQUIS
FONDATIONS
Tassements (sol
Déformations (roche)
Perméabilité
Sécurité à la rupture
Altération

MATERIAUX DE
CONSTRUCTION
Granulométrie
Teneur en eau naturelle
Comportement au compactage
Perméabilité
Tassements/consolidations
Stabilité
Durabilité
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Barrages
Généralités

Choix
Choixdu
dutype
typede
debarrage
barrage
Matériaux de construction
Ö Granulats de béton
Ö

Ö
Ö
Ö
Ö

: 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!
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Barrages
Généralités

Avantages
Avantageset
etinconvénients
inconvénientsde
dedivers
diverstypes
typesde
debarrages
barrages
Barrage-poids
Barrage-poids
Avantages:
Ö Faibles contraintes dans le béton.
Ö Faibles contraintes transmises par la
fondation au rocher.
Ö Les variations de températures ne
produisent que de faibles variations de
contraintes.
Ö L'évacuateur de crue peut facilement
combiner avec le barrage (diriger les
crues directement par dessous).
Ö Le gradient des sous-pressions à travers la
fondation est faible.

Inconvénients:
Ö Les sous-pressions sont importantes dans
la fondation.
Ö Moyen risque de tassement.
Ö Le volume du béton est important (pour le
barrage-poids évidé, il est plus faible).
Ö Le volume d’excavation de la fouille est
important.
Ö Fragilité au séisme (si les joints entre les
blocs ne sont pas faits par injections).
Ö L'échauffement du béton par la prise du
ciment est assez problématique.

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Barrages
Généralités

Avantages
Avantageset
etinconvénients
inconvénientsde
dedivers
diverstypes
typesde
debarrages
barrages
Barrages
Barrages àà contrefort
contrefort
Avantages:
Ö Les contraintes transmises par la fondation
au rocher sont moyennes.
Ö Les sous-pressions au niveau de la
fondation sont faibles.
Ö Le volume du béton est faible.
L’échauffement du béton est faible.
Ö Les risques de tassements sont moyens.

Inconvénients:
Ö Très susceptible au séisme. La résistance à
l'accélération latérale est presque nonexistante.
Ö La fouille est importante.
Ö Le gradient des sous-pressions au niveau
de la fondation est localement très élevé.
Ö Les contraintes dues au gradient de
température peuvent devenir importantes à
la tête du contrefort.

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Barrages
Généralités

Avantages
Avantageset
etinconvénients
inconvénientsde
dedivers
diverstypes
typesde
debarrages
barrages
Barrage
Barrage àà voûtes
voûtes multiples
multiples
Avantages:
Ö Le volume du béton est faible.
Ö La fouille est assez petite.
Ö Les sous-pressions au niveau de la
fondation sont faibles.
Ö L'échauffement du béton est très faible
pendant la construction.

Inconvénients:
Ö Les contraintes sont importantes dans les
voûtes.
Ö Grand risque de tassements. Les
contraintes de température peuvent être
très grandes.
Ö Très susceptible au séisme.
Ö La combinaison du barrage avec
l'évacuateur de crue est difficile.
Ö Les sous-pressions dans les fissures du
rocher peuvent provoquer des glissements
d’appuis.
Ö La structure est très vulnérable (attentats,
guerre).
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Barrages
Généralités

Avantages
Avantageset
etinconvénients
inconvénientsde
dedivers
diverstypes
typesde
debarrages
barrages
Barrage
Barrage àà voûtes
voûtes
Avantages:
Le volume du béton est faible.
Ö La fouille est assez petite.
Ö La résistance au séisme est
haute.
Ö Les sous-pressions au niveau
de la fondation sont faibles (la
surface de la fondation est
petite).

Inconvénients:
Ö Les contraintes sont importantes dans le béton et dans
le rocher.
Ö Les forces sont transmises obliquement dans les
appuis.
Ö Moyen risque de tassements.
Ö L'échauffement du béton par la prise du ciment est à
considérer.
Ö L'intégration de l’évacuateur de crues (grands débits)
dans le barrage est difficile.
Ö Le gradient des sous-pressions au niveau de la
fondation est très grand.
Ö Les sous-pressions dans les fissures du rocher
peuvent provoquer des glissements d ’appuis.
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Barrages
Généralités

Avantages
Avantageset
etinconvénients
inconvénientsde
dedivers
diverstypes
typesde
debarrages
barrages
Digue
Digue en
en terre/
terre/ Enrochement
Enrochement àà noyau
noyau
Avantages:
Ö Le corps du barrage est très flexible et
adaptable aux conditions du terrain.
Ö Peu susceptible aux tassements et aux
séismes.
Ö Petite à moyenne fouille. La digue n'est
pas forcement fondée sur un rocher sain.
Ö La compression du sol est faible.
Ö Le gradient des sous-pressions au niveau
de la fondation ou du noyau est faible.

Inconvénients:
Ö Mise en place de grands volumes de
matériaux.
Ö Le remblai du noyau en argile est
influencé par les conditions
atmosphériques (climat pluie).

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Barrages
Généralités

Avantages
Avantageset
etinconvénients
inconvénientsde
dedivers
diverstypes
typesde
debarrages
barrages
Digue
Digue àà masque
masque amont
amont (( béton
béton ou
ou bitumineux)
bitumineux)
Avantages:
Ö Le corps du barrage est très flexible et
adaptable aux conditions du terrain.
Ö Les tassements limités sont tolérables.
Ö Pas très susceptible au séisme. Au dessous
du masque, un système de drainage
performant est nécessaire à cause de la
fissuration.
Ö Le volume des déblais est moyen.
Ö Le masque doit être connecté au rocher
(directement ou par une parafouille).
Ö La compression du sol est faible.

Inconvénients:
Ö Mise en place de grands volumes de
matériaux.
Ö Le gradient est très élevé près de la
connexion entre le masque et le rocher
(plinthe).

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Barrages
Généralités

Particularités
Particularitésde
dela
laréalisation
réalisationdes
desbarrages
barrages
Ö Etudes importantes et coûteuses
Š Reconnaissances: topographie, géologie, géotechnique et impact sur l’environnement
Ö Réalisation = problème de logistique
Š Accès, alimentation du chantier
Š Installations fixes
Š Equipements
Š Main d’œuvre
Š Durée du chantier ( plusieurs années)
Ö Mise en place de grandes quantités de matériaux
Š La durée du chantier est influencée par les méthodes de construction
Ö Exigences de la sécurité
Š Contrôles, surveillances et auscultations
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