Les barrages
Conception et maintenance
Patrick Le Delliou
ENTPE Presses Universitaires de Lyon
Préambule
7
Chapitre I - Généralités
9
1 - Historique9
1.1 - L'Égypte9
1.2 - La Grèce10
1.3 - Le Moyen Orient10
1.4 - L'Extrême Orient10
1.5 - L'Époque Romaine11
1.6 - Le Moyen Âge et les temps modernes12
2 - Le parc mondial des barrages14
3 - Le parc français des barrages
14
Chapitre II - Retenues
19
1 - Usages de l'eau19
2 - Caractéristiques géométriques20
3 - Géologie22
3.1 - Étanchéité de la cuvette22
3.2 - Séismicité naturelle23
3.3 - Séismicité induite24
3.4 - Stabilité des berges24
4 - Qualité de l'eau
26
Chapitre III - Fondations
29
1 - Reconnaissances29
2 - Réalisation des fouilles35
3 - Renforcement des fondations37
4 - Étanchéité en fondation38
4.1 - Écran d'injection39
4.2 - Paroi d'étanchéité
41
Chapitre IV - Barrages-poids
45
1 - Données statistiques45
2 - Évolution46
2.1 - En Europe46
2.2 - En France48
2.3 - Le profil Delocre49
2.4 - Le profil triangulaire51
3 - Accidents de barrages-poids53
3.1 - Barrage de Puentes (Espagne)53
3.2 - Barrage de Bouzey (France)54
3.3 - Barrage de Saint-Francis (USA)55
3.4 - Barrage de Tigra (Inde)56
3.5 - Barrage d'Habra (Algérie)56
3.6 - Conclusions57
4 - Matériaux et morphologie57
4.1 - Matériaux57
4.2 - Profil en travers58
4.3 - Vue en plan60
5 - Stabilité63
5.1 - Actions34
5.2 - Équilibre statique68
5.3 - Contraintes76
5.4 - Calcul aux éléments finis82
5.5 - Calculs dynamiques83
5.6 - Valeurs admissibles84
6 - Déformations85
7 - Auscultation86
7.1 - Déformations - Déplacements86
7.2 - Piézométrie - Drainage87
7.3 - Température88
8 - Pathologie - Réparation88
8.1 - Dégradations du parement88
8.2 - Étanchéité amont insuffisante89
8.3 - Insuffisance de stabilité89
8.4 - Gonflement du béton91
9 - Barrages-poids en BCR92
10 - Conclusions
94
Chapitre V - Barrages-voûtes
95
1 - Données statistiques95
2 - Évolution96
3 - Ruptures de barrages-voûtes98
4 - Calcul de stabilité99
4.1 - Arcs horizontaux99
4.2 - Arcs plongeants108
4.3 - Arcs - Consoles109
4.4 - Calcul en coque113
4.5 - Éléments finis114
5 - Morphologie - Construction115
5.1 - Forme générale de la voûte115
5.2 - Voûtes épaisses118
5.3 - Clavage des joints119
5.4 - Culées119
5.5 - Fondations121
6 - Auscultation121
7 - Pathologie - Réparation123
7.1 - Défaut des parements123
7.2 - Déclavage de la voûte123
7.3 - Insuffisance de résistance123
8 - Rupture du barrage de Malpasset
125
Chapitre VI - Barrages-poids évidés et barrages à contreforts
129
1 - Données statistiques129
2 - Historique130
3 - Barrages-poids évidés131
3.1 - Principe131
3.2 - Application134
3.3 - Avantages - Inconvénients135
4 - Barrages à contreforts136
4.1 - Morphologie136
4.2 - Calcul139
4.3 - Dispositions constructives144
5 - Pathologie - Réparation145
6 - Ausculation
147
Chapitre VII - Barrages mobiles
149
1 - Données statistiques149
2 - Morphologie149
3 - Conception - Calcul152
3.1 - Conception hydraulique152
3.2 - Stabilité des piles152
3.3 - Calcul du radier154
3.4 - Infiltrations sous le radier155
4 - Pathologie
157
Chapitre VIII - Barrages en enrochements à masque amont
159
1 - Données statistiques159
2 - Historique159
3 - Caractéristiques des enrochements160
4 - Stabilité161
5 - Tassement des enrochements162
6 - Masques d'étanchéité164
6.1 - Masque en acier soudé164
6.2 - Masque en béton bitumineux165
6.3 - Masque en béton armé166
6.4 - Étanchéité par feuilles167
6.5 - Support du masque168
7 - Étanchéité au voisinage de la fondation168
8 - Ausculation170
9 - Pathologie - Réparation170
10 - Conclusion
170
Chapitre IX - Barrages en terre homogène
171
1 - Données statistiques171
2 - Historique172
3 - Morphologie173
4 - Écoulements dans un barrage en terre176
5 - Stabilité des talus179
5.1 - Méthode de Fellenius180
5.2 - Méthode de Bishop181
5.3 - Méthode des coins182
6 - Érosion interne182
7 - Construction184
7.1 - Remblayage hydraulique184
7.2 - Compactage184
8 - Ausculation185
9 - Pathologie - Réparation186
9.1 - Rupture par submersion186
9.2 - Infiltrations - Renards186
9.3 - Glissement du talus188
9.4 - Dégradation des parements
190
Chapitre X - Barrages en remblai zonés
193
1 - Données statistiques193
2 - Historique194
3 - Morphologie195
4 - Stabilité198
5 - Filtres - Drains199
5.1 - Fonction de drainage200
5.2 - Fonction de rétention201
6 - Ausculation202
7 - Pathologie203
7.1 - Fissures transversales204
7.2 - Fissures horizontales204
8 - Barrages à écran mince
205
Chapitre XI - Hydrologie
207
1 - Remplissage de la retenue207
2 - Crues - Généralités207
3 - Déterminations classiques des crues209
4 - Méthode du gradex210
5 - Laminage
214
Chapitre XII - Organes hydrauliques
217
1 - Notions d'hydraulique217
1.1 - Écoulement sur un seuil217
1.2 - Écoulement par un orifice218
2 - Types d'évacuateurs de crues219
2.1 - Déversoir en seuil libre219
2.2 - Déversoir de surface à vanne levante221
2.3 - Clapet223
2.4 - Hausses224
2.5 - Vannes de fond ou de demi-fond225
2.6 - Évacuateur en tulipe226
3 - Vidanges de fond226
4 - Prises d'eau227
5 - Autres organes hydrauliques228
6 - Consignes de crues
229
Chapitre XIII - Auscultation
231
1 - Surveillance des barrages231
2 - Paramètres physiques232
3 - Appareils de mesures233
3.1 - Déplacements233
3.2 - Déformations237
3.3 - Mesures des pressions interstitielles239
3.4 - Mesures des débits241
4 - Dépouillement des mesures
242
Annexe 1 - Réglementation
247
Annexe 2 - Glossaire
251
Annexe 3 - Bibliographie
261