Vieillissement Et réhabilitation des petits barrages en terre
Danielle Lautrin
Avant propos9
Chapitre 1 - Données générales11
1.1 - Les aménagements hydrauliques du bassin adour-garonne13
1.2 - Sélection des barrages enquêtes14
Chapitre 2 - Présentation des ouvrages sélectionnés15
2.1 - Présentation générale17
2.2 - Maîtres d'ouvrages - maîtres d'oeuvre19
2.3 - Le contexte géologique des aménagements21
2.4 - Les études prealables21
2.5 - La conception des remblais23
2.5.1 - Description générale, choix des pentes
23
2.5.2 - Dispositions prises en fondation
23
2.5.3 - Dispositions prises pour le drainage des remblais
26
2.5.3.1 - Le rôle du drain26
2.5.3.2 - Les choix techniques27
2.5.3.3 - Les dimensions retenues30
1) Cas du tapis drainant30
2) Cas du drain vertical30
2.5.3.4 - Le cas particulier du drain cheminée en géosynthétique36
2.5.3.5 - Evolution du drainage au cours des trois dernières décennies38
2.5.4 - Dispositions prises pour la protection de la crête et des talus
40
2.5.4.1 - Les options en crête40
1) Le dimensionnement de la crête40
2) Les différents types de protection41
2.5.4.2 - La protection du talus amont42
1) Les types de revêtement42
2) Le dimensionnement du riprap44
3) Les matériaux utilisés45
2.5.4.3 - La protection du talus aval46
2.6 - Les ouvrages annexes. Les choix techniques46
2.6.1 - Les vidanges de fond
46
2.6.2 - Les évacuateurs de crues
48
2.7 - Synthese et profils types des ouvrages56
2.8 - Coûts compares des barrages et de leurs composants59
2.8.1 - Coût global des ouvrages
59
2.8.2 - Répartition des coûts a la construction
60
2.8.3 - Prix de détail
61
Chapitre 3 - Vieillissement des barrages et mesures de prévention ou de réhabilitation77
Vieillissement de surface
3.1 - Les indices79
3.2 - La fissuration de la crête et des parements79
3.2.1 - Le constat
80
3.2.2 - Le rôle des revêtements de surface
81
3.2.3 - Prévention et réhabilitation
82
3.3 - Le ravinement des pentes82
3.3.1 - Le constat
82
3.3.2 - Prévention et réhabilitation
83
3.4 - Batillage et dégradation du talus amont84
3.4.1 - Le constat
84
3.4.2 - L'importance du revêtement sur le phenomene de batillage
84
3.4.2.1 - Le comportement des talus renforcés par un riprap85
1) Le sous-dimensionnement du riprap86
2) La ségrégation87
3) L'altération87
3.4.2.2 - Le comportement des talus enherbés88
1) Le rôle de l'orientation du talus par rapport aux vents88
2) L'incidence de la faible compacité des sols91
3.4.3 - Prévention et réhabilitation des talus
91
3.5 - Les dégradations animales96
3.5.1 - Comment se protéger préventivement
97
3.5.2 - La remise en état des ouvrages
98
3.6 - Les agressions dues a la végétation99
3.6.1 - Etat des lieux
100
3.6.2 - Le bilan de l'enquête
102
3.6.3 - Quelles sont les raisons du manque d'entretien
des barrages de petite dimension ?
104
1) L'absence de budget prévisionnel d'entretien104
2) Un souci économique104
3) Des mésententes entre adhérents104
4) Des raisons techniques104
3.6.4 - Les suggestions
105
1) Penser «entretien» dès le stade du projet.105
2) Mettre en place un budget d'exploitation incluant l'entretien annuel
comme indiqué ci-dessus.106
3) Faucher régulièrement et au minimum une fois par an le barrage et ses abords.106
3.7 - L'entretien des sorties de drain107
3.7.1 - Le constat
107
3.7.2 - Les dispositions a prendre pour réhabiliter
les sorties de drain et les puits
111
3.7.3 - Enseignements a tirer pour la conception du drainage
des ouvrages a venir
112
1) Il y a des pratiques de construction à abandonner et des erreurs à éviter112
2) Il y a des dispositifs à privilégier112
3.7.4 - Les propositions techniques
114
3.8 - Le vieillissement des évacuateurs de crues119
3.8.1 - Le constat en quelques chiffres
119
3.8.1.1 - La fissuration des bétons120
3.8.1.2 - L'érosion des parties en terre121
3.8.2 - Le problème de la rehausse des seuils deversants
123
Vieillissement interne
3.9 - Inventaire des désordres et des accidents125
3.10 - Tassement différentiel et déformation des ouvrages125
3.11 - Le rôle de l'eau127
3.12 - Les pressions interstitielles de construction127
3.12.1 - Le constat
127
3.12.2 - Le mécanisme de développement des pressions interstitielles
de construction dans un remblai
128
3.12.3 - Tassement et consolidation des sols de fondation
130
3.12.4 - Prévention et réhabilitation des ouvrages
133
1 - La reconnaissance préalable des sols et des milieux sensibles133
2 - La purge des fondations molles134
3 - Le contrôle de la teneur en eau des sols au compactage134
4 - Le drainage138
5 - Une vitesse de construction maîtrisée138
6 - Les remblais contre-poids et l'adoucissement des pentes139
7 - La gestion prudente des ouvrages139
8 - La reconstruction140
3.13 - Les pressions interstitielles dans les barrages en service140
3.13.1 - Le constat
140
3.13.2 - Les pressions interstitielles dans le remblai
142
3.13.2.1 - Le mécanisme de développement142
3.13.2.2 - Le rôle du drain145
3.13.2.3 - L'anisotropie de perméabilité du remblai148
3.13.2.4 - La perte de la fonction drainante150
3.13.2.5 - Les résultats de l'enquête150
3.13.3 - Les sous-pressions en fondation
156
3.13.3.1 - Le mécanisme de la sous-pression156
3.13.3.2 - Les résultats des observations de terrain159
3.13.4 - Comment peut-on détecter la présence de pressions interstitielles
dangereuses dans le remblai ou la fondation d'un barrage en exploitation ?
163
3.13.5 - Prévention des surpressions dans le remblai et la fondation.
réhabilitation des ouvrages
164
1 - Reconnaître le risque de sous-pression en fondation166
2 - Respecter les règles de l'art en matière de construction du remblai166
3 - Recharger l'aval du barrage167
4 - Rabattre la nappe du remblai170
5 - Ramener le potentiel à zéro au pied aval171
6 - Remettre en état et entretenir les sorties du drain175
7 - Supprimer les percolations175
8 - Réparer la cause des désordres176
3.14 - L'érosion interne177
3.14.1 - Le constat
177
3.14.2 - Le mécanisme de l'érosion interne
177
1 - L'arrachement de matière177
2 - Le transport179
3.14.3 - Gradient hydraulique et vitesse critique de percolation
180
3.14.4 - Les principaux types d'érosion interne. Exemples d'accidents
182
3.14.4.1 - Le renard182
1 - L'erreur de conception182
2 - Des négligences de chantier184
3 - Une cause accidentelle186
3.14.4.2 - La suffusion193
1 - La suffusion interne193
2 - La suffusion externe194
3.14.5 - Les méthodes de détection d'un phenomene d'érosion interne
196
3.14.5.1 - L'inspection visuelle196
3.14.5.2 - Les méthodes géophysiques198
1 - La méthode de thermométrie profonde198
2 - L'électrofiltration199
3 - Les traçages200
3.14.6 - Prévention de l'érosion interne et réhabilitation des ouvrages
201
1 - Respecter les règles de l'art en matière de construction201
2 - Allonger les percolations en fondation203
3 - Empêcher le déplacement des sols par des filtres205
4 - Rabattre la nappe à l'aval206
5 - Supprimer les percolations207
6 - Réparer les ouvrages endommagés207
Chapitre 4 - Bilan et recommandations211
4.1 - Le bilan de 40 années de construction et d'exploitation
de barrages dans le sud-ouest de la France216
4.2 - Les recommandations a l'issue de l'enquête215
1) La reconnaissance du site préalablement à la construction est indispensable.219
2) Les matériaux doivent être «compactés».220
3) Le drainage d'un barrage est indispensable.221
4) Chaque ouvrage doit être entretenu et surveillé.222
Chapitre 5 - Conclusion générale225
Bibliographie
227
Annexe 1 - Principaux symboles utilises dans le texte231
Annexe 2 - Barrages en terre
Répartition des effectifs233
Répartition des ressources en eau233
Annexe 3 - Principaux barrages en terre du bassin Adour-Garonne235