Matériaux pour barrages en remblai

1. BARRAGES EN TERRE
1

2. 1. Introduction
2
4. Filtre – Drain – transition et enrochement
2. Matériaux pour barrages en terre
5. Conclusion
3. Erosion et dispersivité des argiles
1- Plan de la présentation :

3. 1- Introduction :
3
Barrages en terre :
Barrage en terre homogène.
Barrage en terre pseudo-homogène, zoné, à noyau central…;

4. 4
Reconnaissances et planches d’essais:
Reconnaissances géotechniques des emprunts : Caractériser qualitativement et
quantitativement les matériaux ( zoning ).
Planches d’essai : Tester à l’échelle du chantier :
- Le mode d’exploitation des emprunts
- Le mode de mise en place ( épaisseur, densité , teneur en eau , nombre de passe…
- Les moyens de mise en place
- Le rodage des équipes
2- Matériaux barrages en terre

5. 2- Matériaux barrages en terre
5
Matériaux :
Noyau : Imperméable (Argile, limon, alluvions fins plastiques , béton plastique ou
bitumineux)
Recharges : amont et aval (Alluvions naturelles, déblais rocheux, déblais meubles,
enrochement tout venant …)
Filtre , drain et transition : matériaux nobles traités ( sables , gravillons, graves
traités / matériaux synthétiques
Enrochements et tout venant enrochement

6. 6
Matériaux :
Caractérisation du noyau : Nature et Minéralogie ; Granulométrie et sédimentomètrie (
%80µm et Dmax ),Plasticité , Perméabilité, Résistance de cisaillement ( CD ; CU u ; ru ),
Compressibilité (surconsolidé σ‘ < σ’c et normalement consolidé σ‘ > σ’c ), Module, Densité ,
Teneur en eau ( naturelle et optimale) , Dispérsivité , Teneur en matière organique…
Le premier mètre au contact de la fondation ou les ouvrages en béton doit être constitué par
le matériaux le plus fin , le plus plastique des matériaux disponibles pour garantir plus
d’adhérence, aussi , de préférence non dispersif pour palier à l’érosion )
2- Matériaux barrages en terre

7. 7
Matériaux :
Mise en place des argiles :
• Préparation des argiles au niveau des emprunts ( Wopt -1 à 3% ) de préférence coté humide
Wopt+2)
• Les épaisseurs de couches 30 cm en fonction du Dmax et la densité sèche ( limiter le tassement )
• L’indice de compactage supérieur à 98% (limiter le tassement )
• Le compactage des argiles est réalisé par des compacteurs à pieds dameurs vibrant ou
statique ( assurer la liaison entre les couches)
• Protéger la surface des couches contre la dessiccation ( éviter la fissuration – érosion )
2- Matériaux barrages en terre

8. 8
Matériaux :
Caractérisation des recharges : granulométrie ( %80µm , % 5mm et Dmax ),Dureté ,
Résistance de cisaillement ( C’, ϕ’ ; ru ), Perméabilité , compressibilité, module, densité ,
teneur en eau…
Mise en place des alluvions des recharges :
- La teneur en eau et l’épaisseur des couches ( 35 à 100 cm) ainsi que le type de compacteur sont en
fonction de la natures des alluvions ( propres ou polluées)
- Détermination de la teneur en eau du matelassage lors des planches d’essai
- Indice de compactage supérieur à 98%
2- Matériaux barrages en terre

9. 9
Matériaux :
Caractérisation des matériaux nobles : leurs granulométries et perméabilités sont définis
en fonction de la nature et la granulométrie des matériaux de base.
Matériaux propres et non cohésifs et leurs caractéristiques de dureté et de forme
conformes aux granulats à béton .
2- Matériaux barrages en terre
Mise en place des filtres :
- Protection des filtres contres la contamination ( production, mise en place )
- Arrosage à saturation
- Épaisseur de couche 60 cm
- Limiter la ségrégation

10. 10
Erosion :
Les mécanismes d’initiation de l’érosion:
Erosion de conduit : se développe dans les vides des sols plastiques, par écoulement qui détache les
particules du sols ( dans une fissures causée par tassement différentiel, par tassement du remblais mal
compacté , par calquage hydraulique autour d’une conduite …
Erosion régressives : détache les particules à l’ exutoire ( aval) d’un écoulement souterrain qui traverse
ou passe en dessous du remblais
- Erosion régressive de conduit : s’initiant en pieds aval et continue à progresser en fondation sous un toit.
- Erosion régressive globale : dans le cas des noyaux larges , inclinés et mal protégés par des filtres ou
transition
3- Dispersivité des sols et érosion:

11. 11
Erosion :
Les mécanismes d’initiation de l’érosion:
Erosion de contact : se produit lorsqu’un sol grossier est en contact avec un sol fin
(couches parallèles )
Suffusion : lorsque les fines d’un sols sont transportées par l’écoulement à travers les
pores des particules grossiers du même sol.
3- Dispersivité des sols et érosion:

12. 3- Dispersivité des sols et érosion:
12
Erosion :
Sols non plastiques oui pulvérulents ( sans cohésion) comme les silts les sables , sables et
graves silteux …;
La résistance à l’érosion est en fonction de la taille des grains ( silts, sables, galets) et les
vitesses d’écoulement
Ces sols sont sujet d’érosion
- régressive à l’aval ,
- de contact
- de suffusion en fonction de leurs courbes granulométriques

13. 3- Dispersivité des sols et érosion:
13
Erosion :
Sols plastiques ( Cohésifs) : comme les argiles , les sables argileux … ils sont plus résistant
à l’érosion que les sols sans cohésion, en effet, des énergies très importantes sont à fournir
pour détacher les particules, mais une fois ces particules fines sont détachées elles sont
facilement transportables
Ils sont sujet à l’érosion de conduit, ils maintiendront les fissures ouvertes même s’ils
sont saturés
La résistance à l’érosion est en fonction des forces de contact entre l’écoulement et le
conduit.

14. 3- Dispersivité des sols et érosion:
14
Erosion :
Sols dispersifs : sont les sols dans lesquels, les particules des argiles dispersives
défloculent en présence d’eau relativement pure Les particules ont un minimum
d’attraction ( nature des cations échangeables dans l’eau interstitielle ) et cessent
d’adhérer ou d être liées aux autres particules)
La montmorillonite ( très dispersives ) – Illites ( peu dispersives )- Kaolinite ( ND)
Ces argiles sont érodées rapidement par un écoulement d’eau relativement lent
Risque d’érosion au contact des conduites ou des massifs en béton, au contact fondation,
le long des fissures de dessiccation, de tassement différentiel…;

15. 3- Dispersivité des sols et érosion:
15
Dispersivité:
Identification des sols dispersif :
- Inspection visuelle : éventuelle indice de surface , forme d’érosion de conduit,
profonds ravinements, turbidité excessive , zones de faible fertilités ,
- Essai Crumb test
- Pinhole test
- Essais chimiques

16. 3- Dispersivité des sols et érosion:
16
Dispersivité:
Identification des sols dispersif :
- Essai Crumb test: consiste à mettre soigneusement un morceau cubique ( 15mm) dans
un récipient remplie d’eau distillée et observer la tendance des particules colloïdales à
defloculer et à se mettre en suspension.
- 4 degrés de réactions : 1 pas de réaction , 2 légère réaction, 3 réaction modérée , 4
forte réaction
- Parfois un sol dispersif peut ne pas donner de réaction avec le Crumb test

17. 3- Dispersivité des sols et érosion:
17
Dispersivité:
Identification des sols dispersif :
- Pinhole test : cet essai a été mis au point pour mesurer directement l’ érosion d’un
sol fin compacté, Consiste à faire écouler l’eau sous des charges de 50, 80 et 150 mm à
travers un trou de 1 mm percé dans l’ échantillon de 25 mm de longueur et 35 mm de
diamètre et on note la turbidité et le débit d’écoulement ; l’essai permet de classer l ’
échantillons : D , PD et ND
- Le pinhole test est considérer comme l’essai le plus fiable ( essai physique qui reproduit
le mieux la réalité)

18. 3- Dispersivité des sols et érosion:
18
Dispersivité:
Identification des sols dispersif :
- Essais chimiques : la présence du sodium échangeable est un facteur chimique
important qui contribue au comportement dispersif
- Analyse chimique de l’extrait saturé , consiste à déterminer à partir d’un échantillon
d’eau filtré de la pate liquide du mélange sol plus eau en vue de déterminer les cations
calcium, potassium , sodium , magnésium…;

19. 4- Filtres:
19
Filtres :
Sols pulvérulents : en fonction de leurs courbes granulométriques
Critères d’entrainement
• CU< 20 : D15 max/d85min < 4 ou 5
• CU> 20 : D15 max/d50min < 4 ou 5
• Discontinuité :D15 max/dcmin < 4 ou 5
Critères de perméabilité: D15min/d15max < 4 ( Terzaghi) ou < 5 (Sherard )
Critères de stabilité interne ( suffusion du filtre) : Cu < 10 ou 20

20. 4- Filtres:
20
Filtres :
Sols plastiques cohésifs :
Critères d’entrainement : D15 max/d85min < 9 ou 10 / D15 < 0,4 mm
Critères de perméabilité: D15min/d15max < 4 ( Terzaghi) ou < 5 (Sherard )
Critères de stabilité interne ( suffusion du filtre) : Cu < 10 ou 20

21. 4- Filtres:
21
Filtres :
Sols dispersifs:
Critères d’entrainement : D15 < 0,2 mm ( sable de dune)
Critères de perméabilité: D15min/d15max < 4 ( Terzaghi) ou < 5 (Sherard )
Critères de stabilité interne ( suffusion du filtre) : Cu < 10 ou 20
Possibilité de traitement à la chaux d’une partie du noyau

22. 4- Filtres:
22
Drains et transition :
Critères d’entrainement : D15 max/d85min < 4 ou 5
Critères de perméabilité: D15min/d15max < 4 ( Terzaghi) ou < 5 (Sherard )
Critères de stabilité interne ( suffusion du filtre) : Cu < 10 ou 20

23. 5- Protection du talus amont :
23
Enrochements : RIPRAP
• Protège le remblai contre les forces directes appliquées par les vagues ou contre les
vitesses de courant
• La blocométrie des enrochements : la masse médiane est déterminé en fonction de la
masse volumique, la hauteur des vagues , l’angle du talus ….
• Essais : Minéralogie, masse volumique, forme , résistance à l’usure , absorption ,
altérabilité , résistance à la compression …
• Transition sous Riprap ( assise des Riprap) = condition du filtre