Soutenance mémoire
Les barrages poids, une solution relative pour l’incorporation de l’évacuateur des crues
Introduction
Les barrages poids, qu’ils soient en BCV ou BCR offrent le grand avantage de l’intégration de l’évacuateur de crue au niveau du corps du barrage. Cet avantage donne une grande opportunité au niveau des sites à crue relativement élevée. Il peut devenir compétitif au détriment d’autres inconvénients (volume du béton, exigences sur les modules de déformation des fondations, contraintes thermique … etc.) pour évacuer des crues importantes et pour réduire considérablement les conséquences provoquées par la propagation de l’onde de crue à l’aval en cas de rupture et/ou de submersion.
Les Critères de choix d’un barrage
Les principaux paramètres à prendre en compte dans le choix du site et du type du barrage sont résumés dans cette partie de travail.
La topographie
On peut distinguer la topographie simplifiée au nivellement des premiers sondages réalisés sans attendre les levés détaillés. Et aussi la topographie régulière qui nécessite la réalisation de plans topographiques précis s’appuyant sur des levés de la zone d’implantation du barrage. (M. BARKOUNE, 2011)
La morphologie de la vallée
En fonction de la morphologie de la vallée, différents conceptions peuvent être adoptées (EPFL, 2002) :
Vallée encaissée avec des flancs verticaux
Le barrage-voute s’impose si la géologie et l’intégration des ouvrages annexes le permettent. Si la largeur est presque constante sur toute la hauteur, un barrage-voûte e cylindrique peut être envisagé. Si les crues sont importantes, un barrage-poids permettra d’intégrer l’évacuateur de crues.
Vallée étroite en V
Le barrage peut être envisagé si la géologie et l’intégration des ouvrages annexe le permettent. L’élancement ≤ 5-6 et courbes de niveau du rocher d’appui doivent être parallèle.Le barrage-poids et le barrage en enrochement masque amont sont également envisageables. Le barrage en enrochement noyau central est proscrit, du fait de la pente importante des flancs (tassements différentiels et risque de fissuration du noyau).
Vallée étroite en U
Le barrage peut être envisagé si la géologie et l’intégration des ouvrages annexe le permettent. L’élancement ≤ 4-5 et les courbes de niveau du rocher d’appui doivent être parallèles. Le barrage-poids et le barrage en enrochement masque amont sont également envisageables. Le barrage en enrochement noyau central est proscrit, du fait de la pente importante des flancs (tassements différentiels et risque de fissuration du noyau).
Vallée large
L’élancement du barrage est très important, éliminant le barrage-voûte. Tous les autres types de barrages peuvent être envisagés pour autant que les autres critères de choix soient satisfaits.
Le Tableau 2.1 donne tous les configurations des vallées
Conditions géologiques et géotechniques
La nature, la résistance, l’épaisseur, le pendage, la fracturation et la perméabilité des formations rencontrées au droit du site constituent un ensemble de facteurs souvent déterminants dans la sélection du type de barrage. (G. DEGOUTTE, 2002)
Fondations rocheuses se prêtent à l’édification de tous types de barrages, moyennant des dispositions adéquates concernant la purge des matériaux très altérés et le traitement éventuel par injection.
Fondations graveleuses Sous réserve qu’elles soient suffisamment compactes, ces fondations conviennent en général pour des barrages en terre ou en enrochements, du moins au plan mécanique. Des barrages en béton de très petite hauteur peuvent également être édifiés moyennant des précautions concernant les fuites et les percolations (risque de renard) et les tassements différentiels.
Fondations sablo-silteuses peuvent convenir à l’édification de barrages en terre, voire exceptionnellement à de très petits barrages poids en béton moyennant de sérieuses précautions.
Fondations argileuses impliquent presque automatiquement le choix de barrages en remblai, avec des pentes de talus compatibles.
Matériaux disponibles
La disponibilité sur le site ou à proximité de matériaux utilisables pour la construction d’un barrage à une incidence prépondérante sur le choix du type de barrage. (M.BARKOUNE, 2011)
Sol utilisable en remblai,
Enrochement pour remblai ou protection de talus (rip-rap),
Agrégats à béton (matériaux alluvionnaires, ou concassés),
Liant (ciment, cendres volantes).
Conditions hydrologiques et les régimes des crues
Le volet hydrologique à pour objectif la définition d’événements de référence, y compris les événements extrêmes qui sont intégrés dans l’analyse hydraulique sous forme de l’hydro gramme de référence. Cette définition doit s’appuyer sur deux types d’informations et d’analyses conjointes.
D’une part, sur la connaissance événementielle des scénarios hydrométéorologiques caractéristiques des bassins concernés; tirés de l’étude climatologique des précipitations. D’autre part sur la connaissance statistique du régime des crues, fondée sur l’analyse d’une longue chronique de mesure des débits. L’étude hydrologique doit présenter les valeurs des intervalles de confiance, ou des incertitudes associées aux résultats fournis.(M. BARKOUNE, 2011)
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
Chapitre 01 : Problématique d’évaluation des crues
I. Introduction
II. Manifestation des crues et conséquences
II.1. Inondations et crues
II.1.1. Les inondations
II.1.2. Les crues
III. Conséquences des inondations
III.1. Exposé des cas d’inondations à l’échelle mondiale
III.1.1 Crue Tarn Montauban mars 1930
III.1.2 Inde 2005
III.1.3 Haïti Septembre 2008
III.1.4 Pakistan 2010
III.2. Exposé de cas d’inondations en Algérie
III.2.1 Inondation de Février 1984 – Est Algérien
III.2.2. Inondations de Novembre 2001 à Alger
III.2.3. Inondations de Ghardaïa 2008
III.2.4. Inondation de Batna 2014
IV. Méthodes d’évaluation des crue
IV.1. Cas de présence de données
IV.1.1. Méthodes statistiques
IV.2. Insuffisance/absence de données hydrométriques
IV.2.1. Méthodes de transfert pluie-débit
IV.2.2. Méthode historiques
IV.2.3. Méthode de la Pluie Maximale Probable
IV.2.4. Modèles empiriques
v. Méthodes faisant intervenir la fréquence de la précipitation
vii. Autres méthodes de détermination de débit de pointe
V. Conclusion
Chapitre 02 : Les barrages poids, une solution relative pour l’incorporation de l’évacuateur des crues
I. Introduction
II. Les Critères de choix d’un barrage
II.1. La topographie
II.2. La morphologie de la vallée
II.2.1. Vallée encaissée avec des flancs verticaux
II.2.2. Vallée étroite en V
II.2.3. Vallée étroite en U
II.2.4. Vallée large
II.3. Conditions géologiques et géotechniques
II.4. Matériaux disponibles
II.5. Conditions hydrologiques et les régimes des crues
II.6. Risque sismique
II.7. Critères économiques
I.8 Sécurité et environnement
III. Différents types des barrages
II.1 Matériaux et résistance
III.2. Barrages en remblai
III.2.1. Barrages en enrochements
III.2.2. Barrage homogène
III.2.3. Barrage zoné avec un noyau étanche
III.2.4. Barrage à masque amont
III.3. Barrage à contrefort
III.4. Barrage voute
III.5 Barrage poids
III.5.1 Condition de construction d’un barrage poids
III.5.2 Profil poids
III.5.3 Sollicitation
III.5.4. Choix du type de barrage Poids selon le matériau
IV. Barrages en BCR
IV.1. Apparition du BCR
IV.2. Les barrages en BCR dans le monde
IV.3. Barrages en BCR en Algérie
IV.4. Définition du BCR
IV.5. Critères de conception d’un barrage poids BCR
IV.5.1. Contraintes normales
II.5.2. Stabilité interne
IV.5.3. Stabilité au glissement
II.5.4. Stabilité au renversement
II.5.5. Vérification des contraintes
IV.5.6. Volume du barrage
IV.6 Constituants du BCR
IV.6.1 Granulats
IV.6.2. Liant
IV.6.3. Eau
IV.6.4. Adjuvants
IV.7. Caractéristiques du BCR
IV.8. Propriétés mécaniques et physiques du B.C.R
IV.8.1. Résistance à la compression
IV.8.2. Résistance à la traction
IV.8.3. Résistance au cisaillement
IV.8.4. Résistance à la flexion
IV.9. Production et malaxage du BCR
IV.9.1. Usine portative (pugmill)
IV.9.2. Usine stationnaire
IV.10. Compactage du BCR
IV.11. Mûrissement
IV.12. Intérêt du B.C.R
IV.12.1. Du point de vu économique
IV.12.2 .Du point de vue des délais de réalisation
IV.13. Avantages et inconvénients du BCR – Avantage
V. Principaux paramètres de conception des évacuateurs de crue
V.1. Introduction
V.2. Evacuateurs portés par le barrage
V.2.1. Principe
V.2.2. Calcul des paramètres d’évacuateur de crue incorporé
V.2.3. Vitesse au pied aval du déversoir
V.2.4 Hauteur d’eau au pied du déversoir
V.3. Evacuateur isolé (frontal/latéral) du corps du barrage
V.3.1. Évacuateur des crues frontal
V.3.2. Canal d’évacuation
V.3.2. Evacuateur de crues latéral
VI. Conclusion
Chapitre 03 : Analyse technico-économique pour l’utilisation du BCR pour les petits barrages
I. Opportunités et justificatifs
II. Caractéristiques de l’aménagement
III. Analyse sommaire de la conception de l’ouvrage d’évacuation des crues
IV. Pathologie de l’ouvrage d’évacuation suite à la crue d’octobre 2005
V. Consistance et démarche des investigations
VI. Conception hydraulique de l’ouvrage d’évacuation de crue isolé du corps du barrage72
VI.1 Variante entonnement latéral
VI.1.1 Calcul des paramètres hydrauliques de la tranchée déversante latéral
VI.1.2 Données de base
VI.1.2 Canal d’évacuation
VI.1.3 Le rapide
VI.1.4 Bassin de dissipation
VI.2 Variante entonnement frontal
VI.2.1 Détermination de la hauteur d’eau au pied aval du déversoir
VI.2.2 Hauteur d’eau à la sortie de la partie transition
VI.2.3 Hauteur d’eau à la sortie du convergent
VI.2.4 Hauteur d’eau à la sortie du canal avant bassin
VI.2.5 Bassin de dissipation
VI.3 Variante barrage submersible type BCR
VI.3.3. Critère de stabilité du barrage BCR
VII. Estimation des volumes des travaux
VII.1. Variante évacuateur latéral
VII.1.1. Volume du béton
VII.1.2 Volumes des terrassements
VII.1.3 Volume du drainage
VII.2 Variante évacuateur frontal
VII.2.1 Volume du béton
VII.2.2 Volumes des terrassements
VII.2.3 Volume du drainage
VII.3 Barrage poids en BCR submersible
VII.3.1 Volume du béton
VII.4 Barrage poids en BCR à évacuateur porté
VII.4.1 Volume du béton
VII.4.2. Volume du terrassement du barrage poids déversant
VII. Analyse financière comparative
VIII. Analyse des déformations des barrages
VII.1. Objectifs
VIII.2 Présentation du code de calcul servant à l’étude des déformations du barrage
VIII.2.1 Fonction du code de calcul
VIII.2.2 Consistance du code de calcul
VIII.3 Résultats de la modélisation
VIII.3.1 barrage en terre
VII.3.2. Barrage déversant en BCR
VII.3.3. Barrage submersible en BCR
VIII. Conclusion
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
SITES CONSULTES
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