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Barrages
Généralités
Contra, Tessin, 220 m
BARRAGES ET
OUVRAGES
ANNEXES
BARRAGES ET
OUVRAGES
ANNEXES
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Les pyramides utiles
Zayandehroud, Iran, 100 m
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Solis, Grison, 61 m
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Hoover Dam, USA, 221 m
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Barrages
Généralités
Définition de la notion "barrage"Définition de la notion "barrage"
Barrages =
ouvrages hydrauliques
qui barrent, sur toute la
largeur, une section
d'une vallée et qui
créent ainsi une
dépression topographique
artificielle étanche à l'eau
niveau d'eau
lors des crues
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Effet des barragesEffet des barrages
La retenue crée par le
barrage peut stocker un
part important des apports
d’eau
niveau d'eau
lors des crues
Le barrage surélève le
plan d’eau amont
But: Influencer le
bilan hydrologique
dans un bassin
versant
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Karun III, Iran, 205 m
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Généralités
Karun III, Iran, 205 m
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Généralités
Barrages - des ouvrages singuliersBarrages - des ouvrages singuliers
Les exigences quant
à la sécurité sont
extrêmes
Structures complexes
qu'il faut traiter comme
systèmes
Le comportement d'un
barrage durant son
cycle de vie est complexe
il n'existe pas de
procédures bien définies
pour trouver la
meilleure solution
démarche pragmatique,
évolutive, systématique
et récursive
grand nombre
d'hypothèses
influence par plusieurs
facteurs et phénomènes
plus ou moins bien
connus
- caractéristiques de
matériaux (vieillissement)
- comportement de la
fondation
- les effets chimiques de l'eau
- sollicitation sismique
- risque hydrologique
- mode d'exploitation
conception
réalisation
exploitation
règle institutionnelle
pour la surveillance
des ouvrages par
une auscultation
permanente
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Evolution des barragesEvolution des barrages
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La vallée du Nil - Barrage de "Sadd-el-Kafara"La vallée du Nil - Barrage de "Sadd-el-Kafara"
View of Kafara dam side
from the left bank; US= upstream,
DS = downstream Upstream face of Kafara dam
Cross section of
Kafara dam
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Généralités
Barrages d'irrigation au YémenBarrages d'irrigation au Yémen
Marib - capitale de la reine Saba, située
à 120 km à l'est de Sanaa
Prospérité pendant plus d'un millénaire, basée
sur l'irrigation et l'exportation d'encens et de myrte
Premiers barrages sur la rivière Danah
datent de 1500 avant J.C.
Construction d'un grand barrage commencée
en 519 avant J.C.
barrage en remblai de 700 m de longueur
et de 20 m de hauteur
impressionnants ouvrages de vidange en
maçonnerie
volume retenue de 30 mio m3 (15% du débit
moyen annuel)
rupture finale après 1300 ans de service
au 7ème siècle après J.C.
Barrage de Marib
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Généralités
Ancien barrage de Marib, YémenAncien barrage de Marib, Yémen
Plan of the Marib dam
in its final configuration
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Situation actuelleSituation actuelle
dans le monde
et en Suisse
Digue en
enrochements
Atatürk, Turquie
(173 m)
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Généralités
16'601
17'744
23'034
128
144
153
0
5'000
10'000
15'000
20'000
25'000
1'800 1'850 1'900 1'950 2'000
An
MondesansChine
0
50
100
150
200
250
Suisse
Nombre de barrages > 15 m
Etat 1998:
Monde sans Chine: 23'034
Monde avec Chine: 44'645
80 907060
16'601
17'744
23'034
128
144
153
0
5'000
10'000
15'000
20'000
25'000
1'800 1'850 1'900 1'950 2'000
An
MondesansChine
0
50
100
150
200
250
Suisse
Nombre de barrages > 15 m
Etat 1998:
Monde sans Chine: 23'034
Monde avec Chine: 44'645
80 907060
Nombre de barragesNombre de barrages
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Barrages
Généralités
Rétrospective sur
l’évolution de la hauteur maximale des barrages
Rétrospective sur
l’évolution de la hauteur maximale des barrages
Nurek300
Chicoasén261
Mica242
Oroville230
Bennet183
CoppertonIII177
Trinity164
Swift156
AndersonRanch139
MudMountain130
SanGabriel123
SaltSprings96
DixRiver87
Stillwater82
SanLeandro47(1892)
Hoover221
Mauvoisin237
Chambon136
Owyhee127
Diablo119
Schräh112
Arrowrock107
BuffaloBill99
NewCroton91
Cheeseman72
Kurit64(1850)
Vajont262
Grande-Dixenc
Barrages en béton
Digues
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Généralités
Evolution de la hauteur maximale
des barrages en béton en Suisse
Evolution de la hauteur maximale
des barrages en béton en Suisse
1889
La tour Eiffel
1920
Montsalvens
1948
Rossens
1957/91
Mauvoisin
1962
Grande Dixence
320 m
55 m
83 m
237 / 250 m
285 m
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Evolution de la hauteur maximale
des barrages en béton en Suisse
Evolution de la hauteur maximale
des barrages en béton en Suisse
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Barrages
Généralités
Nombre de barrages en construction (2006)Nombre de barrages en construction (2006)
Hauteur > 60 m
1. Chine 95
2. Turquie 51
3. Iran 48
4. Japon 40
5. Vietnam 18
6. Inde 10
Espagne 10
8. Myanmar 7
9. Italie 6
Arabie Saoudite 6
11. Brésil 5
Russie 5
13. Corée du Sud 4
Maroc 4
Roumanie 4
Grèce 4
17. Autres pays 47
Total monde 364
Hauteur > 60 m
1. Chine 95
2. Turquie 51
3. Iran 48
4. Japon 40
5. Vietnam 18
6. Inde 10
Espagne 10
8. Myanmar 7
9. Italie 6
Arabie Saoudite 6
11. Brésil 5
Russie 5
13. Corée du Sud 4
Maroc 4
Roumanie 4
Grèce 4
17. Autres pays 47
Total monde 364
Hauteur > 150 m
1. Chine 19
2. Iran 6
3. Turquie 5
4. Brésil 3
5. Inde 2
Laos 2
7. Argentine, Colombie, Equateur, Ethiopie,
Georgie, Grèce, Islande, Japon, Malaisie,
Mexique, Pakistan, Russie, Ouzbékistan
= 13x1 13
Total monde 50
Hauteur > 150 m
1. Chine 19
2. Iran 6
3. Turquie 5
4. Brésil 3
5. Inde 2
Laos 2
7. Argentine, Colombie, Equateur, Ethiopie,
Georgie, Grèce, Islande, Japon, Malaisie,
Mexique, Pakistan, Russie, Ouzbékistan
= 13x1 13
Total monde 50
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE
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Barrages
Généralités
Nombre de barrages en construction depuis 1997Nombre de barrages en construction depuis 1997
366
41
289
35
335
35
361
35
319
33
335
36
345
42
369
43
368
43
364
50
0
50
100
150
200
250
300
350
400
1997199819992000200120022003200420052006
> 60m
>150m
Nombre
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Classement par pays
1. Chine 51,5%
2. Etats-Unis 14,9%
3. Japon 6.1%
4. Inde 3,1%
5. Espagne 2,0%
6. Corée 1,9%
7. Canada 1,7%
8. Grande Bretagne 1,5%
9. Brésil 1,4%
10. Mexique 1,4%
(Suisse 0,4%)
(100 % = nombre total de
barrages dans le monde)
4%
6.2%
7%
10.9%
16.6%
51.5%
Amérique
du Nord
Europe
Asie
Japon
AfriqueAsie australe
Amérique
du Sud
Distribution des barrages > 15 m par continents et paysDistribution des barrages > 15 m par continents et pays
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Généralités
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Généralités
Energie hydroélectrique et barrages en ChineEnergie hydroélectrique et barrages en Chine
Demande en puissance
supplémentaire: 15 000 MW/an
Augmentation prévue de la puissance
avec nouvelles centrales
hydroélectriques entre 2000 et 2010 :
125 000 MW
Barrage des Trois Gorges en construction
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Généralités
Energie hydroélectrique et barrages en IranEnergie hydroélectrique et barrages en Iran
Aménagements hydroélectriques
en construction : 7 500 MW
Augmentation du potentiel utilisé
de 15 % à 80 %
en 2020
Barrage Shahid Abbaspour (Karun I)
Barrage Dez
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Généralités
Tâches, défis Suisse Monde
Conservation des
ouvrages existants *** **
Extension des
ouvrages existants
(surélévations)
** *
Reconstruction
Renouvellement * **
Nouvelles
réalisations * ***
* peu important **important *** très important
Perspectives dans le domaine des barragesPerspectives dans le domaine des barrages
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Généralités
Perspectives dans le domaine des barragesPerspectives dans le domaine des barrages
Surélévations
Luzzone de
208 m à 225 m
Mauvoisin de
237 m à 250 m
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Généralités
Buts des barragesButs des barrages
Création d'une retenue
Compensation entre les apports et
les besoins en eau
Création d ’une chute additionnelle
par l’augmentation du plan d’eau
Réservoir énergétique
Réservoir d’alimentation
Réservoir de maîtrise des crues
Réservoir régulateur
Production d’énergie
Approvisionnement en eau
potable et industrielle
Irrigation
Protection contre les crues
Loisirs et tourisme
Navigation
Pêche - Pisciculture
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Affectations principales des réservoirsAffectations principales des réservoirs
Approvisionnement en eau
potable et industrielle
Approvisionnement en eau
potable et industrielle
IrrigationIrrigation
Protection contre les cruesProtection contre les crues
Soutien d'étiageSoutien d'étiage
Pêche, pisciculturePêche, pisciculture
Navigation fluvialeNavigation fluviale
Loisirs, tourismeLoisirs, tourisme
Production d'énergie électriqueProduction d'énergie électrique
Réservoir énergétiqueRéservoir énergétique
Réservoir d'alimentationRéservoir d'alimentation
Réservoir de maîtrise
des crues
Réservoir de maîtrise
des crues
Réservoir régulateurRéservoir régulateur
Réservoir à buts
multiples
Réservoir à buts
multiples
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Lieu / Pays
Marrakech (Maroc)
Beyrouth (Liban)
Zanzibar (Tanzanie)
Calicat (Inde de sud)
Cherrapanji (Inde de nord)
Mois le plus humide
40
190
335
830
2560
Mois le plus sec
5
0
35
10
10
Somme annuelle
253
893
1486
3085
10824
Précipitations en mm
Quelques exemples de la répartition des précipitations
(grandes variations en lieu et temps)
Quelques exemples de la répartition des précipitations
(grandes variations en lieu et temps)
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Généralités
Dimensionnement à l’aide des courbes des débits cumulésDimensionnement à l’aide des courbes des débits cumulés
Temps
Ve
Vs
αs
αe
VolumeduréservoirVolumedèst=0
Jnéc
Période T
minmaxnéc DDJ +=
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Dimensionnement d ’un réservoirDimensionnement d ’un réservoir
Tous les débits
entrants
(apports) sont
transformés en
débits sortants
Tous les débits
entrants
(apports) sont
transformés en
débits sortants
T=1 annéetemps
Ve
Vs
Jnéc
Volumesdèst=0
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Rôle important des réservoirs artificielsRôle important des réservoirs artificiels
Volume total stocké
dans les réservoirs
dans le monde:
6'000 km3 dont
3'600 km3 pour
la régulation des apports
(45'000 barrages > 15 m)
Satisfaire
les besoins
en énergie,
eau/nourriture
et transport
Volume global stocké
dans tous les cours
d'eau:
1000 - 2000 km3
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Protection
Conséquences à éviter !
Production
Réservoirs
Hydroélectricité (énergie)
Excédent Pénurie
Crues
Inondations
Erosions
Eau potable
Agronomie
Microclimat
Irrigation (alimentation)
Navigation (transport)
Loisirs, tourisme, pisciculture
Possibilités d'exploitation des réservoirsPossibilités d'exploitation des réservoirs
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Généralités
Effets nuisibles des barragesEffets nuisibles des barrages
Relogement
Modification du régime du
cours d’eau
Réchauffement de l’eau
Séismes induits
Pertes de paysages, de flore et de faune.
Débit: tronçons avec débit restitué, intumescences à
l’aval.
Transport de sédiment: alluvionnement du réservoir,
creusement du lit à l’aval, rétention des sédiments fins et
matières en suspension .
Stratification thermique, accélération de l’eutrophisation,
réduction de la teneur en oxygène, accroissement du
niveau trophique et augmentation de l’évaporation.
Aggravation de la malaria et de la bilharzioseMaladies d’origine hydrique
Inondations
Migration des poissons
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Barrages et déplacement des populationsBarrages et déplacement des populations
Name Country No. of resettled people
Three Gorges China 1,300,000
Sanmenxia China 410,000
Danjankou China 383,000
Xianjiang China 306,000
Dongpinghu China 278,000
Pong India 150,000
Zhaxi China 141,000
Bargi India 114,000
Aswan Egypt 113,000
Hirakud India 110,000
Mangla Pakistan 110,000
Kaptai Bangladesh 100,000
Srisailam India 100,000
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Barrages
Généralités
Effets nuisibles des barragesEffets nuisibles des barrages
Relogement
Modification du régime du
cours d’eau
Réchauffement de l’eau
Séismes induits
Pertes de paysages, de flore et de faune.
Débit: tronçons avec débit restitué, intumescences à
l’aval.
Transport de sédiment: alluvionnement du réservoir,
creusement du lit à l’aval, rétention des sédiments fins et
matières en suspension .
Stratification thermique, accélération de l’eutrophisation,
réduction de la teneur en oxygène, accroissement du
niveau trophique et augmentation de l’évaporation.
Aggravation de la malaria et de la bilharzioseMaladies d’origine hydrique
Inondations
Migration des poissons
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UPPER-RHONE-RIVERFLOWREGIME
Rhone, Branson
(A.Peter)
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UPPER-RHONE-RIVERFLOWREGIME
Rhone, Raron
(T.Meile)
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UPPER-RHONE-RIVERFLOWREGIME
• Mean daily discharge
Pardé-Coefficients PK
(seasonal shift)
Flow-Duration curves
1905 to 2003
• Daily hydrographs
Daily discharge fluctuations;
HP1
Intensity and frequency of
flow change; HP2
1907 and
1998 to 2003
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UPPER-RHONE-RIVERFLOWREGIME
Pardé-Coefficients:
- PKmonth = Qmean month/Qmean annual >> 16 annual flow regime types
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Month [-]
Pardé-Coefficients[-]
Period 1905-1950
Period 1951-1975
Period 1976-2003
• until 1950: alpine
glacier snowmelt type
• since 1976: subalpine
snowmelt-rain type
Porte du Scex
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UPPER-RHONE-RIVERFLOWREGIME
0
100
200
300
400
500
600
700
0 50 100 150 200 250 300 350
Number of days [-]
Meandailydischarge[m
3
/s]
0
100
200
300
400
500
600
700
In-/decrease[%]
Averaged duration curve, Period 1905-1950
Averaged duration curve, Period 1951-1975
Averaged duration curve, Period 1976-2003
Difference from period 1905-1950 to period 1976-2003
Relative In-/Decrease between 1905-1950 and 1976-2003
Decrease
Increase
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UPPER-RHONE-RIVERFLOWREGIME
0
50
100
150
200
250
300
350
14.10.,00
14.10.,12
15.10.,00
15.10.,12
16.10.,00
16.10.,12
17.10.,00
17.10.,12
18.10.,00
18.10.,12
19.10.,00
19.10.,12
20.10.,00
20.10.,12
21.10.,00
Discharge[m
3
/s]
Discharge October 1907
Discharge October 2003
Upper-Rhone in Porte du Scex
Saturday Sunday
-2
-1
0
1
2
14.10.,00
14.10.,12
15.10.,00
15.10.,12
16.10.,00
16.10.,12
17.10.,00
17.10.,12
18.10.,00
18.10.,12
19.10.,00
19.10.,12
20.10.,00
20.10.,12
21.10.,00
Flowchangerates[m
3
/s/min]
Flow change rates October 1907
Flow change rates October 2003
Upper-Rhone in Porte du Scex
Saturday Sunday
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UPPER-RHONE-RIVERFLOWREGIME
HP1j = (Qmax j – Qmin j) / Qmean j >>> daily values or averages values (per month)
0
0.25
0.5
0.75
1
1.25
1.5
janv févr mars avr mai juin juil août sept oct nov déc
(Qmaxj-Qminj)/Qmeanj[-]
1907 2003
2002 2001
2000 1999
1998
Jan. Feb. Mar. April May June July Aug. Sept. Oct. Nov. Dec.
0
0.25
0.5
0.75
1
1.25
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
(Qmaxj-Qminj)/Qmeanj[-]
1907 2003 2002 2001
2000 1999 1998
Jan. Feb. March April May June July Aug. Sept. Oct. Nov. Dec.
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Effets nuisibles des barragesEffets nuisibles des barrages
Relogement
Modification du régime du
cours d’eau
Réchauffement de l’eau
Séismes induits
Pertes de paysages, de flore et de faune.
Débit: tronçons avec débit restitué, intumescences à
l’aval.
Transport de sédiment: alluvionnement du réservoir,
creusement du lit à l’aval, rétention des sédiments fins et
matières en suspension .
Stratification thermique, accélération de l’eutrophisation,
réduction de la teneur en oxygène, accroissement du
niveau trophique et augmentation de l’évaporation.
Aggravation de la malaria et de la bilharzioseMaladies d’origine hydrique
Inondations
Migration des poissons
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Barrages
Généralités
Emosson, Valais, 180 m
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Laboratoire de Constructions Hydrauliques
Barrages
Généralités
Variation temporelle du niveau de l’eau de quatre lacs artificiels lors de leur
remplissage initial. Indication du moment où est survenu un tremblement de terre
local et magnitude observée
Variation temporelle du niveau de l’eau de quatre lacs artificiels lors de leur
remplissage initial. Indication du moment où est survenu un tremblement de terre
local et magnitude observée
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Laboratoire de Constructions Hydrauliques
Barrages
Généralités
Barrages en bétonBarrages en béton
Barrage-poids
Barrage-poids massif
Barrage-poids à
joints évidés
Barrage-poids voûte
Barrage-poids incurvé
Barrage en béton
compacté au rouleau
(BCR)
Barrage à contreforts Barrage-voûte
Barrage à contreforts
à tête élargie
Barrage à contreforts
à dalles planes
Barrage-voûte/
dômes multiples
Barrage évidé
Barrage-voûte épais
Barrage-voûte mince
Barrage-voûte
cylindrique
Barrage-voûte à
double courbure
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Barrages
Généralités
Barrage poids
(Grande Dixence, Suisse)
Barrage poids
(Grande Dixence, Suisse)
Le plus haut:
du monde de la Suisse
Nom: Grande Dixence Grande Dixence
Hauteur: 285 m 285 m
Volume béton: 6000 ·103m3 6000 ·103m3
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Barrages
Généralités
Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m
Barrage de Grande Dixence:
(Barrage poids)
Hauteur 285 m
Volume de la retenue:
400 Mio m3
Mise en service 1961
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Barrages
Généralités
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Barrages
Généralités
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE
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Barrages
Généralités
Panix, Grison, 40 m
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Barrages
Généralités
Panix, Grison, 40 m
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Barrages
Généralités
Panix, Grison, 40 m
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Barrages
Généralités
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE
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Généralités
Schräh, Glaris, 112 m
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Barrages
Généralités
Schräh, Glaris, 112 m
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Barrages
Généralités
Gries, Valais, 60 m
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Barrages
Généralités
Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m
Barrage de Gries:
(Barrage poids)
Hauteur 60 m
Volume de la retenue:
18 Mio m3
Mise en service 1965
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Barrages
Généralités
Revelstoke, Canada
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Barrages
Généralités
Shasta, Redding, Californie, 180 m
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Barrages
Généralités
Mataro, Perou
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Barrages
Généralités
Barrages en bétonBarrages en béton
Barrage-poids
Barrage-poids massif
Barrage-poids à
joints évidés
Barrage-poids voûte
Barrage-poids incurvé
Barrage en béton
compacté au rouleau
(BCR)
Barrage à contreforts Barrage-voûte
Barrage à contreforts
à tête élargie
Barrage à contreforts
à dalles planes
Barrage-voûte/
dômes multiples
Barrage évidé
Barrage-voûte épais
Barrage-voûte mince
Barrage-voûte
cylindrique
Barrage-voûte à
double courbure
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Laboratoire de Constructions Hydrauliques
Barrages
Généralités
Barrage à contreforts
(Manantali, Mali)
Barrage à contreforts
(Manantali, Mali)
Le plus haut:
du monde de la Suisse
Nom: José Maria Oriol Lucendro
(Alcantara II, Espagne)
Hauteur: 130 m 73 m
Volume béton: 956 ·103m3 154 ·103m3
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Laboratoire de Constructions Hydrauliques
Barrages
Généralités Lucendro, Tessin, 73 m
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Barrages
Généralités Lucendro, Tessin, 73 m
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Barrages
Généralités
Dispositions générales d’un barrage à contrefortsDispositions générales d’un barrage à contreforts
tête âme
60÷80%20÷40%
0.95 ÷ 1.0 H
gousset
âme
contrefort
évidement
1 1
1 - 1
2
2
2 - 2
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Barrages
Généralités
Dispositions générales d’un barrage évidéDispositions générales d’un barrage évidé
1:0.1÷0.4
1:0.6÷0.9
0.95 ÷ 1.0 H
gousset
âme
tête amont âme
tête aval
évidement
masqueamont
masqueaval
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Barrages
Généralités
Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m
Barrage de Cleuson:
Hauteur 87 m
Volume de la retenue:
20 Mio m3
Mise en service 1950
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Barrages
Généralités
Latiyan, Iran, proche de Téhéran
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Barrages
Généralités
Al Massira,
Maroc
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Barrages
Généralités Al Massira,
Maroc
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Barrages
Généralités
Minab, Iran
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Barrages
Généralités
Barrages en bétonBarrages en béton
Barrage-poids
Barrage-poids massif
Barrage-poids à
joints évidés
Barrage-poids voûte
Barrage-poids incurvé
Barrage en béton
compacté au rouleau
(BCR)
Barrage à contreforts Barrage-voûte
Barrage à contreforts
à tête élargie
Barrage à contreforts
à dalles planes
Barrage-voûte/
dômes multiples
Barrage évidé
Barrage-voûte épais
Barrage-voûte mince
Barrage-voûte
cylindrique
Barrage-voûte à
double courbure
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Barrages
Généralités
Barrages à voûtes multiplesBarrages à voûtes multiples
Le plus haut:
du monde de la Suisse
Nom: Daniel Johnson (Manic 5-Québec) Les Marécottes
Hauteur: 130 m 19 m
Volume béton: 956 ·103m3 154 ·103m3
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Barrages
Généralités
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Barrages
Généralités
Ksob,
Algérie
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Barrages
Généralités
Meffrouche, Algérie
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Barrages
Généralités
Meffrouche, Algérie
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Barrages
Généralités
Barrages à voûtes multiplesBarrages à voûtes multiples
Les Marécottes: Hauteur: 19 m, Volume du béton: 154 ·103m3
Mise en service 1925
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Barrages
Généralités
Barrages en bétonBarrages en béton
Barrage-poids
Barrage-poids massif
Barrage-poids à
joints évidés
Barrage-poids voûte
Barrage-poids incurvé
Barrage en béton
compacté au rouleau
(BCR)
Barrage à contreforts Barrage-voûte
Barrage à contreforts
à tête élargie
Barrage à contreforts
à dalles planes
Barrage-voûte/
dômes multiples
Barrage évidé
Barrage-voûte épais
Barrage-voûte mince
Barrage-voûte
cylindrique
Barrage-voûte à
double courbure
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Barrages
Généralités
Roselend, France
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Barrages
Généralités
Moiry, Valais, 148 m
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Barrages
Généralités
Premiers barrages-voûtesPremiers barrages-voûtes
Barrages de Pathfinder et Buffalo (Etats Unis):
premiers barrages-voûtes (cylindriques) dimensionnés selon la méthode des ajustements
(arcs-consoles)
Hubert Vischer / Luther Wagoner (1847-1922)
développement de la méthode des ajustements
Lars R. Jorgensen (1876-1938)
premier barrage-voûte avec arcs à rayons variables: barrage de Salmon Creek (1914)
Heinrich E. Gruner (1873-1947)
premier barrage-voûte à rayons variables: barrage de Montsalvens (1920)
Hugo F.L. Ritter (1883-1956)
analyse des barrages-voûtes
Henri Gicot (1897-1982), Alfred Stucky (1892-1969)
amélioration des méthodes d'analyse des barrages-voûtes
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Barrages
Généralités
Barrages-voûtes modernesBarrages-voûtes modernes
Grande popularité des barrages-voûtes en Californie jusqu'à la 2ème guerre mondiale.
Partiellement en Italie, premier barrage-voûte à double courbure: barrage d'Osiglietta (1939),
joint périmétrique; beaucoup de barrages conçus par Carlo Semenza (1893-1961).
Développement des barrages-voûtes en France par André Coyne (1891-1960). Après la rupture
du barrage de Malpasset (58 m) en 1959, la construction des barrages-voûtes a fortement
diminuée.
Après la 2ème guerre mondiale, la construction de nombreux barrages-voûtes en Suisse, avec le
barrage le plus haut de Mauvoisin (237 m, surélevé en 1990 à 250 m), achevé en 1957 et conçu
par Alfred Stucky.
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Barrages
Généralités
Barrage-voûte
(Mauvoisin, Suisse)
Barrage-voûte
(Mauvoisin, Suisse)
Le plus haut:
du monde de la Suisse
Nom: Enguri (Géorgie) Mauvoisin
Hauteur: 282 m 250 m
Volume béton: 3960 ·103m3 2030 ·103m3
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Barrages
Généralités
Enguri, Géorgie, 282 m
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Barrages
Généralités
Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m
Barrage de Mauvoisin:
(barrage-voûte)
Hauteur 250 m
Volume de la retenue:
210 Mio m3
Mise en service 1957
Surélévation 1990
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Barrages
Généralités
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Barrages
Généralités
Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m
Barrage de Emosson:
(barrage-voûte)
Hauteur 180 m
Volume de la retenue:
225 Mio m3
Mise en service 1974
QuickTime™ et un
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Barrages
Généralités
Emosson, Valais, 180 m
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Barrages
Généralités
Emosson, Valais, 180 m
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Barrages
Généralités
Emosson, Valais, 180 m
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Barrages
Généralités
QuickTime™ et un
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Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m
Barrage de Zeuzier:
(barrage-voûte)
Hauteur 156 m
Volume de la retenue:
50 Mio m3
Mise en service 1957
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Barrages
Généralités
Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m
Barrage de Moiry:
(barrage-voûte)
Hauteur 148 m
Volume de la retenue:
77 Mio m3
Mise en service 1958
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Barrages
Généralités
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Barrages
Généralités
Punt dal Gall, Grison, 130 m, 1968
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Barrages
Généralités
Emosson, Valais, 180 m
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Barrages
Généralités
Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m
Barrage de Les Toules:
(barrage-voûte)
Hauteur 86 m
Volume de la retenue:
20 Mio m3
Mise en service 1963
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Barrages
Généralités
Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m
Barrage de Z’Mutt:
(barrage-voûte)
Hauteur 74 m
Volume de la retenue:
0.77 Mio m3
Mise en service 1970
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Barrages
Généralités
Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m
Barrage de Ferden:
(barrage-voûte)
Hauteur 67 m
Volume de la retenue:
1.72 Mio m3
Mise en service 1975
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Barrages
Généralités
Hongrin, Vaud, 125 m / 90 m
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Barrages
Généralités
Karun III, Iran, 205 m
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Barrages
Généralités
Karun IV, Iran, 230 m
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Barrages
Généralités
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Barrages
Généralités
Karakaya, Turquie, 230 m
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Barrages
GénéralitésSpitallamm, Berne, 114 m
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Barrages
Généralités
Barrages en bétonBarrages en béton
Barrage-poids
Barrage-poids massif
Barrage-poids à
joints évidés
Barrage-poids voûte
Barrage-poids incurvé
Barrage en béton
compacté au rouleau
(BCR)
Barrage à contreforts Barrage-voûte
Barrage à contreforts
à tête élargie
Barrage à contreforts
à dalles planes
Barrage-voûte/
dômes multiples
Barrage évidé
Barrage-voûte épais
Barrage-voûte mince
Barrage-voûte
cylindrique
Barrage-voûte à
double courbure
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Laboratoire de Constructions Hydrauliques
Barrages
Généralités
Barrage en béton
compacté au rouleau
(Monskville, USA)
Barrage en béton
compacté au rouleau
(Monskville, 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 en béton compacté au rouleauBarrage en béton compacté au rouleau
Rialb, Espagne
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Laboratoire de Constructions Hydrauliques
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
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE
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Barrages
Généralités
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE
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Barrages
Généralités
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE
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Barrages
Généralités
Barrage en enrochement
Barrages en remblai ( digues)Barrages en remblai ( digues)
Barrage en terre
Barrage en terre homogène
Barrage en terre zonée
Barrage en terre à noyau d’argile
Barrage en terre à masque amont
(béton ou bitume)
Barrage en terre à membrane interne
en béton bitumineux
Barrage en enrochement
à noyau d’argile
Barrage en enrochement à masque
amont (en béton ou bitume)
Barrage en enrochement à écran
interne d’étanchéité (membrane)
en béton bitumineux
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Barrages
Généralités
Digue homogène (Ludington, USA)Digue homogène (Ludington, 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 à noyau (Göscheneralp, Suisse)Digue à noyau (Göscheneralp, 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 au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m
Barrage de Mattmark:
Hauteur 120 m
Volume de la retenue:
100 Mio m3
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
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE
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Barrages
Généralités
Grand Maison, France
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE
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Barrages
Généralités
Grand Maison, France
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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
Barrage en enrochement
Barrages en remblai ( digues)Barrages en remblai ( digues)
Barrage en terre
Barrage en terre homogène
Barrage en terre zonée
Barrage en terre à noyau d’argile
Barrage en terre à masque amont
(béton ou bitume)
Barrage en terre à membrane interne
en béton bitumineux
Barrage en enrochement
à noyau d’argile
Barrage en enrochement à masque
amont (en béton ou bitume)
Barrage en enrochement à écran
interne d’étanchéité (membrane)
en béton bitumineux
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Barrages
Généralités
Digue à masque amont (Foz do Areia, Brésil)Digue à masque amont (Foz do Areia, Brésil)
La plus haute:
du monde de la Suisse
Nom: 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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Généralités
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Généralités
Barrage en enrochement
Barrages en remblai ( digues)Barrages en remblai ( digues)
Barrage en terre
Barrage en terre homogène
Barrage en terre zonée
Barrage en terre à noyau d’argile
Barrage en terre à masque amont
(béton ou bitume)
Barrage en terre à membrane interne
en béton bitumineux
Barrage en enrochement
à noyau d’argile
Barrage en enrochement à masque
amont (en béton ou bitume)
Barrage en enrochement à écran
interne d’étanchéité (membrane)
en béton bitumineux
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Finstertal, Autriche, 100 m
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Généralités
Finstertal, Autriche, 100 m
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GénéralitésFinstertal, Autriche, 100 m
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Généralités
Finstertal, Autriche, 100 m
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Généralités
Situation des barrages en SuisseSituation des barrages en Suisse
www.swissdams.ch
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Généralités
Mauvoisin (250m)Mauvoisin (250m)
Grande Dixence
(285m)
Grande Dixence
(285m)
Contra (220m)Contra (220m)
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Barrages en Suisse avec une hauteur plus grande que 150 mBarrages en Suisse avec une hauteur plus grande que 150 m
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Barrages
Généralités
Choix du type de barrageChoix du type de barrage
Type de
barrage
Type de
barrage
Critères
• forme de la vallée
• risque sismique
• géologie et géotechnique
• matériaux de construction
• conditions climatiques
• crues à maîtriser
EconomieEconomie SécuritéSécurité
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Généralités
Reconnaissances géologiquesReconnaissances géologiques
MOYENS RESULTATS
Photos satellites morphologie
Photos aériennes tectonique
Reconnaissance morphologie, carte de la géologie
de la surface de surface
Méthodes géophysiques coupes géologiques (résistivité, vitesse des ondes)
Forages
Puits lithologie
Tranchées stratigraphie
Galeries tectonique
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Généralités
Géotechnique (sol et roche)Géotechnique (sol et roche)
FONDATIONS
MATERIAUX DE
CONSTRUCTION
Tassements (sol
Déformations (roche)
Perméabilité
Sécurité à la rupture
Altération
Granulométrie
Teneur en eau naturelle
Comportement au compactage
Perméabilité
Tassements/consolidations
Stabilité
Durabilité
RENSEIGNEMENTS REQUIS
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Barrages
Généralités
Choix du type de barrageChoix du type de barrage
Granulats de béton : 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!
Matériaux de construction
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Barrages
Généralités
Barrage-poidsBarrage-poids
Avantages et inconvénients de divers types de barragesAvantages et inconvénients de divers types de barrages
Avantages:
Faibles contraintes dans le béton.
Faibles contraintes transmises par la
fondation au rocher.
Les variations de températures ne
produisent que de faibles variations de
contraintes.
L'évacuateur de crue peut facilement
combiner avec le barrage (diriger les
crues directement par dessous).
Le gradient des sous-pressions à travers la
fondation est faible.
Inconvénients:
Les sous-pressions sont importantes dans
la fondation.
Moyen risque de tassement.
Le volume du béton est important (pour le
barrage-poids évidé, il est plus faible).
Le volume d’excavation de la fouille est
important.
Fragilité au séisme (si les joints entre les
blocs ne sont pas faits par injections).
L'échauffement du béton par la prise du
ciment est assez problématique.
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Barrages
Généralités
Barrages à contrefortBarrages à contrefort
Avantages et inconvénients de divers types de barragesAvantages et inconvénients de divers types de barrages
Avantages:
Les contraintes transmises par la fondation
au rocher sont moyennes.
Les sous-pressions au niveau de la
fondation sont faibles.
Le volume du béton est faible.
L’échauffement du béton est faible.
Les risques de tassements sont moyens.
Inconvénients:
Très susceptible au séisme. La résistance à
l'accélération latérale est presque non-
existante.
La fouille est importante.
Le gradient des sous-pressions au niveau
de la fondation est localement très élevé.
Les contraintes dues au gradient de
température peuvent devenir importantes à
la tête du contrefort.
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Barrages
Généralités
Barrage à voûtes multiplesBarrage à voûtes multiples
Avantages et inconvénients de divers types de barragesAvantages et inconvénients de divers types de barrages
Avantages:
Le volume du béton est faible.
La fouille est assez petite.
Les sous-pressions au niveau de la
fondation sont faibles.
L'échauffement du béton est très faible
pendant la construction.
Inconvénients:
Les contraintes sont importantes dans les
voûtes.
Grand risque de tassements. Les
contraintes de température peuvent être
très grandes.
Très susceptible au séisme.
La combinaison du barrage avec
l'évacuateur de crue est difficile.
Les sous-pressions dans les fissures du
rocher peuvent provoquer des glissements
d’appuis.
La structure est très vulnérable (attentats,
guerre).
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Barrages
Généralités
Barrage à voûtesBarrage à voûtes
Avantages et inconvénients de divers types de barragesAvantages et inconvénients de divers types de barrages
Avantages:
Le volume du béton est faible.
La fouille est assez petite.
La résistance au séisme est
haute.
Les sous-pressions au niveau
de la fondation sont faibles (la
surface de la fondation est
petite).
Inconvénients:
Les contraintes sont importantes dans le béton et dans
le rocher.
Les forces sont transmises obliquement dans les
appuis.
Moyen risque de tassements.
L'échauffement du béton par la prise du ciment est à
considérer.
L'intégration de l’évacuateur de crues (grands débits)
dans le barrage est difficile.
Le gradient des sous-pressions au niveau de la
fondation est très grand.
Les sous-pressions dans les fissures du rocher
peuvent provoquer des glissements d ’appuis.
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Barrages
Généralités
Digue en terre/ Enrochement à noyauDigue en terre/ Enrochement à noyau
Avantages et inconvénients de divers types de barragesAvantages et inconvénients de divers types de barrages
Avantages:
Le corps du barrage est très flexible et
adaptable aux conditions du terrain.
Peu susceptible aux tassements et aux
séismes.
Petite à moyenne fouille. La digue n'est
pas forcement fondée sur un rocher sain.
La compression du sol est faible.
Le gradient des sous-pressions au niveau
de la fondation ou du noyau est faible.
Inconvénients:
Mise en place de grands volumes de
matériaux.
Le remblai du noyau en argile est
influencé par les conditions
atmosphériques (climat pluie).
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Barrages
Généralités
Digue à masque amont ( béton ou bitumineux)Digue à masque amont ( béton ou bitumineux)
Avantages et inconvénients de divers types de barragesAvantages et inconvénients de divers types de barrages
Avantages:
Le corps du barrage est très flexible et
adaptable aux conditions du terrain.
Les tassements limités sont tolérables.
Pas très susceptible au séisme. Au dessous
du masque, un système de drainage
performant est nécessaire à cause de la
fissuration.
Le volume des déblais est moyen.
Le masque doit être connecté au rocher
(directement ou par une parafouille).
La compression du sol est faible.
Inconvénients:
Mise en place de grands volumes de
matériaux.
Le gradient est très élevé près de la
connexion entre le masque et le rocher
(plinthe).
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Barrages
Généralités
Etudes importantes et coûteuses
Reconnaissances: topographie, géologie, géotechnique et impact sur l’environnement
Réalisation = problème de logistique
Accès, alimentation du chantier
Installations fixes
Equipements
Main d’œuvre
Durée du chantier ( plusieurs années)
Mise en place de grandes quantités de matériaux
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  • 2. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Les pyramides utiles Zayandehroud, Iran, 100 m
  • 3. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Solis, Grison, 61 m
  • 4. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités
  • 5. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités
  • 6. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Hoover Dam, USA, 221 m
  • 7. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Définition de la notion "barrage"Définition de la notion "barrage" Barrages = ouvrages hydrauliques qui barrent, sur toute la largeur, une section d'une vallée et qui créent ainsi une dépression topographique artificielle étanche à l'eau niveau d'eau lors des crues
  • 8. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Effet des barragesEffet des barrages La retenue crée par le barrage peut stocker un part important des apports d’eau niveau d'eau lors des crues Le barrage surélève le plan d’eau amont But: Influencer le bilan hydrologique dans un bassin versant
  • 9. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités
  • 10. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Karun III, Iran, 205 m
  • 11. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Karun III, Iran, 205 m
  • 12. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages - des ouvrages singuliersBarrages - des ouvrages singuliers Les exigences quant à la sécurité sont extrêmes Structures complexes qu'il faut traiter comme systèmes Le comportement d'un barrage durant son cycle de vie est complexe il n'existe pas de procédures bien définies pour trouver la meilleure solution démarche pragmatique, évolutive, systématique et récursive grand nombre d'hypothèses influence par plusieurs facteurs et phénomènes plus ou moins bien connus - caractéristiques de matériaux (vieillissement) - comportement de la fondation - les effets chimiques de l'eau - sollicitation sismique - risque hydrologique - mode d'exploitation conception réalisation exploitation règle institutionnelle pour la surveillance des ouvrages par une auscultation permanente
  • 13. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Evolution des barragesEvolution des barrages
  • 14. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités La vallée du Nil - Barrage de "Sadd-el-Kafara"La vallée du Nil - Barrage de "Sadd-el-Kafara" View of Kafara dam side from the left bank; US= upstream, DS = downstream Upstream face of Kafara dam Cross section of Kafara dam
  • 15. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages d'irrigation au YémenBarrages d'irrigation au Yémen Marib - capitale de la reine Saba, située à 120 km à l'est de Sanaa Prospérité pendant plus d'un millénaire, basée sur l'irrigation et l'exportation d'encens et de myrte Premiers barrages sur la rivière Danah datent de 1500 avant J.C. Construction d'un grand barrage commencée en 519 avant J.C. barrage en remblai de 700 m de longueur et de 20 m de hauteur impressionnants ouvrages de vidange en maçonnerie volume retenue de 30 mio m3 (15% du débit moyen annuel) rupture finale après 1300 ans de service au 7ème siècle après J.C. Barrage de Marib
  • 16. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Ancien barrage de Marib, YémenAncien barrage de Marib, Yémen Plan of the Marib dam in its final configuration
  • 17. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Situation actuelleSituation actuelle dans le monde et en Suisse Digue en enrochements Atatürk, Turquie (173 m)
  • 18. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités 16'601 17'744 23'034 128 144 153 0 5'000 10'000 15'000 20'000 25'000 1'800 1'850 1'900 1'950 2'000 An MondesansChine 0 50 100 150 200 250 Suisse Nombre de barrages > 15 m Etat 1998: Monde sans Chine: 23'034 Monde avec Chine: 44'645 80 907060 16'601 17'744 23'034 128 144 153 0 5'000 10'000 15'000 20'000 25'000 1'800 1'850 1'900 1'950 2'000 An MondesansChine 0 50 100 150 200 250 Suisse Nombre de barrages > 15 m Etat 1998: Monde sans Chine: 23'034 Monde avec Chine: 44'645 80 907060 Nombre de barragesNombre de barrages
  • 19. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Rétrospective sur l’évolution de la hauteur maximale des barrages Rétrospective sur l’évolution de la hauteur maximale des barrages Nurek300 Chicoasén261 Mica242 Oroville230 Bennet183 CoppertonIII177 Trinity164 Swift156 AndersonRanch139 MudMountain130 SanGabriel123 SaltSprings96 DixRiver87 Stillwater82 SanLeandro47(1892) Hoover221 Mauvoisin237 Chambon136 Owyhee127 Diablo119 Schräh112 Arrowrock107 BuffaloBill99 NewCroton91 Cheeseman72 Kurit64(1850) Vajont262 Grande-Dixenc Barrages en béton Digues
  • 20. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Evolution de la hauteur maximale des barrages en béton en Suisse Evolution de la hauteur maximale des barrages en béton en Suisse 1889 La tour Eiffel 1920 Montsalvens 1948 Rossens 1957/91 Mauvoisin 1962 Grande Dixence 320 m 55 m 83 m 237 / 250 m 285 m
  • 21. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Evolution de la hauteur maximale des barrages en béton en Suisse Evolution de la hauteur maximale des barrages en béton en Suisse
  • 22. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Nombre de barrages en construction (2006)Nombre de barrages en construction (2006) Hauteur > 60 m 1. Chine 95 2. Turquie 51 3. Iran 48 4. Japon 40 5. Vietnam 18 6. Inde 10 Espagne 10 8. Myanmar 7 9. Italie 6 Arabie Saoudite 6 11. Brésil 5 Russie 5 13. Corée du Sud 4 Maroc 4 Roumanie 4 Grèce 4 17. Autres pays 47 Total monde 364 Hauteur > 60 m 1. Chine 95 2. Turquie 51 3. Iran 48 4. Japon 40 5. Vietnam 18 6. Inde 10 Espagne 10 8. Myanmar 7 9. Italie 6 Arabie Saoudite 6 11. Brésil 5 Russie 5 13. Corée du Sud 4 Maroc 4 Roumanie 4 Grèce 4 17. Autres pays 47 Total monde 364 Hauteur > 150 m 1. Chine 19 2. Iran 6 3. Turquie 5 4. Brésil 3 5. Inde 2 Laos 2 7. Argentine, Colombie, Equateur, Ethiopie, Georgie, Grèce, Islande, Japon, Malaisie, Mexique, Pakistan, Russie, Ouzbékistan = 13x1 13 Total monde 50 Hauteur > 150 m 1. Chine 19 2. Iran 6 3. Turquie 5 4. Brésil 3 5. Inde 2 Laos 2 7. Argentine, Colombie, Equateur, Ethiopie, Georgie, Grèce, Islande, Japon, Malaisie, Mexique, Pakistan, Russie, Ouzbékistan = 13x1 13 Total monde 50
  • 23. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Nombre de barrages en construction depuis 1997Nombre de barrages en construction depuis 1997 366 41 289 35 335 35 361 35 319 33 335 36 345 42 369 43 368 43 364 50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 1997199819992000200120022003200420052006 > 60m >150m Nombre
  • 24. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Classement par pays 1. Chine 51,5% 2. Etats-Unis 14,9% 3. Japon 6.1% 4. Inde 3,1% 5. Espagne 2,0% 6. Corée 1,9% 7. Canada 1,7% 8. Grande Bretagne 1,5% 9. Brésil 1,4% 10. Mexique 1,4% (Suisse 0,4%) (100 % = nombre total de barrages dans le monde) 4% 6.2% 7% 10.9% 16.6% 51.5% Amérique du Nord Europe Asie Japon AfriqueAsie australe Amérique du Sud Distribution des barrages > 15 m par continents et paysDistribution des barrages > 15 m par continents et pays
  • 25. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités
  • 26. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Energie hydroélectrique et barrages en ChineEnergie hydroélectrique et barrages en Chine Demande en puissance supplémentaire: 15 000 MW/an Augmentation prévue de la puissance avec nouvelles centrales hydroélectriques entre 2000 et 2010 : 125 000 MW Barrage des Trois Gorges en construction
  • 27. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Energie hydroélectrique et barrages en IranEnergie hydroélectrique et barrages en Iran Aménagements hydroélectriques en construction : 7 500 MW Augmentation du potentiel utilisé de 15 % à 80 % en 2020 Barrage Shahid Abbaspour (Karun I) Barrage Dez
  • 28. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Tâches, défis Suisse Monde Conservation des ouvrages existants *** ** Extension des ouvrages existants (surélévations) ** * Reconstruction Renouvellement * ** Nouvelles réalisations * *** * peu important **important *** très important Perspectives dans le domaine des barragesPerspectives dans le domaine des barrages
  • 29. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Perspectives dans le domaine des barragesPerspectives dans le domaine des barrages Surélévations Luzzone de 208 m à 225 m Mauvoisin de 237 m à 250 m
  • 30. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Buts des barragesButs des barrages Création d'une retenue Compensation entre les apports et les besoins en eau Création d ’une chute additionnelle par l’augmentation du plan d’eau Réservoir énergétique Réservoir d’alimentation Réservoir de maîtrise des crues Réservoir régulateur Production d’énergie Approvisionnement en eau potable et industrielle Irrigation Protection contre les crues Loisirs et tourisme Navigation Pêche - Pisciculture
  • 31. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Affectations principales des réservoirsAffectations principales des réservoirs Approvisionnement en eau potable et industrielle Approvisionnement en eau potable et industrielle IrrigationIrrigation Protection contre les cruesProtection contre les crues Soutien d'étiageSoutien d'étiage Pêche, pisciculturePêche, pisciculture Navigation fluvialeNavigation fluviale Loisirs, tourismeLoisirs, tourisme Production d'énergie électriqueProduction d'énergie électrique Réservoir énergétiqueRéservoir énergétique Réservoir d'alimentationRéservoir d'alimentation Réservoir de maîtrise des crues Réservoir de maîtrise des crues Réservoir régulateurRéservoir régulateur Réservoir à buts multiples Réservoir à buts multiples
  • 32. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Lieu / Pays Marrakech (Maroc) Beyrouth (Liban) Zanzibar (Tanzanie) Calicat (Inde de sud) Cherrapanji (Inde de nord) Mois le plus humide 40 190 335 830 2560 Mois le plus sec 5 0 35 10 10 Somme annuelle 253 893 1486 3085 10824 Précipitations en mm Quelques exemples de la répartition des précipitations (grandes variations en lieu et temps) Quelques exemples de la répartition des précipitations (grandes variations en lieu et temps)
  • 33. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Dimensionnement à l’aide des courbes des débits cumulésDimensionnement à l’aide des courbes des débits cumulés Temps Ve Vs αs αe VolumeduréservoirVolumedèst=0 Jnéc Période T minmaxnéc DDJ +=
  • 34. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Dimensionnement d ’un réservoirDimensionnement d ’un réservoir Tous les débits entrants (apports) sont transformés en débits sortants Tous les débits entrants (apports) sont transformés en débits sortants T=1 annéetemps Ve Vs Jnéc Volumesdèst=0
  • 35. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Rôle important des réservoirs artificielsRôle important des réservoirs artificiels Volume total stocké dans les réservoirs dans le monde: 6'000 km3 dont 3'600 km3 pour la régulation des apports (45'000 barrages > 15 m) Satisfaire les besoins en énergie, eau/nourriture et transport Volume global stocké dans tous les cours d'eau: 1000 - 2000 km3
  • 36. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Protection Conséquences à éviter ! Production Réservoirs Hydroélectricité (énergie) Excédent Pénurie Crues Inondations Erosions Eau potable Agronomie Microclimat Irrigation (alimentation) Navigation (transport) Loisirs, tourisme, pisciculture Possibilités d'exploitation des réservoirsPossibilités d'exploitation des réservoirs
  • 37. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Effets nuisibles des barragesEffets nuisibles des barrages Relogement Modification du régime du cours d’eau Réchauffement de l’eau Séismes induits Pertes de paysages, de flore et de faune. Débit: tronçons avec débit restitué, intumescences à l’aval. Transport de sédiment: alluvionnement du réservoir, creusement du lit à l’aval, rétention des sédiments fins et matières en suspension . Stratification thermique, accélération de l’eutrophisation, réduction de la teneur en oxygène, accroissement du niveau trophique et augmentation de l’évaporation. Aggravation de la malaria et de la bilharzioseMaladies d’origine hydrique Inondations Migration des poissons
  • 38. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages et déplacement des populationsBarrages et déplacement des populations Name Country No. of resettled people Three Gorges China 1,300,000 Sanmenxia China 410,000 Danjankou China 383,000 Xianjiang China 306,000 Dongpinghu China 278,000 Pong India 150,000 Zhaxi China 141,000 Bargi India 114,000 Aswan Egypt 113,000 Hirakud India 110,000 Mangla Pakistan 110,000 Kaptai Bangladesh 100,000 Srisailam India 100,000
  • 39. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Effets nuisibles des barragesEffets nuisibles des barrages Relogement Modification du régime du cours d’eau Réchauffement de l’eau Séismes induits Pertes de paysages, de flore et de faune. Débit: tronçons avec débit restitué, intumescences à l’aval. Transport de sédiment: alluvionnement du réservoir, creusement du lit à l’aval, rétention des sédiments fins et matières en suspension . Stratification thermique, accélération de l’eutrophisation, réduction de la teneur en oxygène, accroissement du niveau trophique et augmentation de l’évaporation. Aggravation de la malaria et de la bilharzioseMaladies d’origine hydrique Inondations Migration des poissons
  • 40. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités UPPER-RHONE-RIVERFLOWREGIME Rhone, Branson (A.Peter)
  • 41. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités UPPER-RHONE-RIVERFLOWREGIME Rhone, Raron (T.Meile)
  • 42. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités UPPER-RHONE-RIVERFLOWREGIME • Mean daily discharge Pardé-Coefficients PK (seasonal shift) Flow-Duration curves 1905 to 2003 • Daily hydrographs Daily discharge fluctuations; HP1 Intensity and frequency of flow change; HP2 1907 and 1998 to 2003
  • 43. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités UPPER-RHONE-RIVERFLOWREGIME Pardé-Coefficients: - PKmonth = Qmean month/Qmean annual >> 16 annual flow regime types 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Month [-] Pardé-Coefficients[-] Period 1905-1950 Period 1951-1975 Period 1976-2003 • until 1950: alpine glacier snowmelt type • since 1976: subalpine snowmelt-rain type Porte du Scex
  • 44. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités UPPER-RHONE-RIVERFLOWREGIME 0 100 200 300 400 500 600 700 0 50 100 150 200 250 300 350 Number of days [-] Meandailydischarge[m 3 /s] 0 100 200 300 400 500 600 700 In-/decrease[%] Averaged duration curve, Period 1905-1950 Averaged duration curve, Period 1951-1975 Averaged duration curve, Period 1976-2003 Difference from period 1905-1950 to period 1976-2003 Relative In-/Decrease between 1905-1950 and 1976-2003 Decrease Increase
  • 45. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités UPPER-RHONE-RIVERFLOWREGIME 0 50 100 150 200 250 300 350 14.10.,00 14.10.,12 15.10.,00 15.10.,12 16.10.,00 16.10.,12 17.10.,00 17.10.,12 18.10.,00 18.10.,12 19.10.,00 19.10.,12 20.10.,00 20.10.,12 21.10.,00 Discharge[m 3 /s] Discharge October 1907 Discharge October 2003 Upper-Rhone in Porte du Scex Saturday Sunday -2 -1 0 1 2 14.10.,00 14.10.,12 15.10.,00 15.10.,12 16.10.,00 16.10.,12 17.10.,00 17.10.,12 18.10.,00 18.10.,12 19.10.,00 19.10.,12 20.10.,00 20.10.,12 21.10.,00 Flowchangerates[m 3 /s/min] Flow change rates October 1907 Flow change rates October 2003 Upper-Rhone in Porte du Scex Saturday Sunday
  • 46. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités UPPER-RHONE-RIVERFLOWREGIME HP1j = (Qmax j – Qmin j) / Qmean j >>> daily values or averages values (per month) 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 janv févr mars avr mai juin juil août sept oct nov déc (Qmaxj-Qminj)/Qmeanj[-] 1907 2003 2002 2001 2000 1999 1998 Jan. Feb. Mar. April May June July Aug. Sept. Oct. Nov. Dec. 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (Qmaxj-Qminj)/Qmeanj[-] 1907 2003 2002 2001 2000 1999 1998 Jan. Feb. March April May June July Aug. Sept. Oct. Nov. Dec.
  • 47. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Effets nuisibles des barragesEffets nuisibles des barrages Relogement Modification du régime du cours d’eau Réchauffement de l’eau Séismes induits Pertes de paysages, de flore et de faune. Débit: tronçons avec débit restitué, intumescences à l’aval. Transport de sédiment: alluvionnement du réservoir, creusement du lit à l’aval, rétention des sédiments fins et matières en suspension . Stratification thermique, accélération de l’eutrophisation, réduction de la teneur en oxygène, accroissement du niveau trophique et augmentation de l’évaporation. Aggravation de la malaria et de la bilharzioseMaladies d’origine hydrique Inondations Migration des poissons
  • 48. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Emosson, Valais, 180 m
  • 49. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Variation temporelle du niveau de l’eau de quatre lacs artificiels lors de leur remplissage initial. Indication du moment où est survenu un tremblement de terre local et magnitude observée Variation temporelle du niveau de l’eau de quatre lacs artificiels lors de leur remplissage initial. Indication du moment où est survenu un tremblement de terre local et magnitude observée
  • 50. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages en bétonBarrages en béton Barrage-poids Barrage-poids massif Barrage-poids à joints évidés Barrage-poids voûte Barrage-poids incurvé Barrage en béton compacté au rouleau (BCR) Barrage à contreforts Barrage-voûte Barrage à contreforts à tête élargie Barrage à contreforts à dalles planes Barrage-voûte/ dômes multiples Barrage évidé Barrage-voûte épais Barrage-voûte mince Barrage-voûte cylindrique Barrage-voûte à double courbure
  • 51. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrage poids (Grande Dixence, Suisse) Barrage poids (Grande Dixence, Suisse) Le plus haut: du monde de la Suisse Nom: Grande Dixence Grande Dixence Hauteur: 285 m 285 m Volume béton: 6000 ·103m3 6000 ·103m3
  • 52. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m Barrage de Grande Dixence: (Barrage poids) Hauteur 285 m Volume de la retenue: 400 Mio m3 Mise en service 1961 QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image.
  • 53. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités
  • 54. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités
  • 55. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Panix, Grison, 40 m
  • 56. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Panix, Grison, 40 m
  • 57. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Panix, Grison, 40 m
  • 58. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités
  • 59. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Schräh, Glaris, 112 m
  • 60. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Schräh, Glaris, 112 m
  • 61. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Gries, Valais, 60 m
  • 62. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m Barrage de Gries: (Barrage poids) Hauteur 60 m Volume de la retenue: 18 Mio m3 Mise en service 1965 QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image. QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image.
  • 63. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Revelstoke, Canada
  • 64. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Shasta, Redding, Californie, 180 m
  • 65. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Mataro, Perou
  • 66. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages en bétonBarrages en béton Barrage-poids Barrage-poids massif Barrage-poids à joints évidés Barrage-poids voûte Barrage-poids incurvé Barrage en béton compacté au rouleau (BCR) Barrage à contreforts Barrage-voûte Barrage à contreforts à tête élargie Barrage à contreforts à dalles planes Barrage-voûte/ dômes multiples Barrage évidé Barrage-voûte épais Barrage-voûte mince Barrage-voûte cylindrique Barrage-voûte à double courbure
  • 67. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrage à contreforts (Manantali, Mali) Barrage à contreforts (Manantali, Mali) Le plus haut: du monde de la Suisse Nom: José Maria Oriol Lucendro (Alcantara II, Espagne) Hauteur: 130 m 73 m Volume béton: 956 ·103m3 154 ·103m3
  • 68. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Lucendro, Tessin, 73 m
  • 69. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Lucendro, Tessin, 73 m
  • 70. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Dispositions générales d’un barrage à contrefortsDispositions générales d’un barrage à contreforts tête âme 60÷80%20÷40% 0.95 ÷ 1.0 H gousset âme contrefort évidement 1 1 1 - 1 2 2 2 - 2
  • 71. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Dispositions générales d’un barrage évidéDispositions générales d’un barrage évidé 1:0.1÷0.4 1:0.6÷0.9 0.95 ÷ 1.0 H gousset âme tête amont âme tête aval évidement masqueamont masqueaval
  • 72. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m Barrage de Cleuson: Hauteur 87 m Volume de la retenue: 20 Mio m3 Mise en service 1950 QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image.
  • 73. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Latiyan, Iran, proche de Téhéran
  • 74. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Al Massira, Maroc
  • 75. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Al Massira, Maroc
  • 76. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Minab, Iran
  • 77. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages en bétonBarrages en béton Barrage-poids Barrage-poids massif Barrage-poids à joints évidés Barrage-poids voûte Barrage-poids incurvé Barrage en béton compacté au rouleau (BCR) Barrage à contreforts Barrage-voûte Barrage à contreforts à tête élargie Barrage à contreforts à dalles planes Barrage-voûte/ dômes multiples Barrage évidé Barrage-voûte épais Barrage-voûte mince Barrage-voûte cylindrique Barrage-voûte à double courbure
  • 78. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages à voûtes multiplesBarrages à voûtes multiples Le plus haut: du monde de la Suisse Nom: Daniel Johnson (Manic 5-Québec) Les Marécottes Hauteur: 130 m 19 m Volume béton: 956 ·103m3 154 ·103m3
  • 79. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités
  • 80. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Ksob, Algérie
  • 81. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Meffrouche, Algérie
  • 82. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Meffrouche, Algérie
  • 83. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages à voûtes multiplesBarrages à voûtes multiples Les Marécottes: Hauteur: 19 m, Volume du béton: 154 ·103m3 Mise en service 1925
  • 84. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages en bétonBarrages en béton Barrage-poids Barrage-poids massif Barrage-poids à joints évidés Barrage-poids voûte Barrage-poids incurvé Barrage en béton compacté au rouleau (BCR) Barrage à contreforts Barrage-voûte Barrage à contreforts à tête élargie Barrage à contreforts à dalles planes Barrage-voûte/ dômes multiples Barrage évidé Barrage-voûte épais Barrage-voûte mince Barrage-voûte cylindrique Barrage-voûte à double courbure
  • 85. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Roselend, France
  • 86. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Moiry, Valais, 148 m
  • 87. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Premiers barrages-voûtesPremiers barrages-voûtes Barrages de Pathfinder et Buffalo (Etats Unis): premiers barrages-voûtes (cylindriques) dimensionnés selon la méthode des ajustements (arcs-consoles) Hubert Vischer / Luther Wagoner (1847-1922) développement de la méthode des ajustements Lars R. Jorgensen (1876-1938) premier barrage-voûte avec arcs à rayons variables: barrage de Salmon Creek (1914) Heinrich E. Gruner (1873-1947) premier barrage-voûte à rayons variables: barrage de Montsalvens (1920) Hugo F.L. Ritter (1883-1956) analyse des barrages-voûtes Henri Gicot (1897-1982), Alfred Stucky (1892-1969) amélioration des méthodes d'analyse des barrages-voûtes
  • 88. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages-voûtes modernesBarrages-voûtes modernes Grande popularité des barrages-voûtes en Californie jusqu'à la 2ème guerre mondiale. Partiellement en Italie, premier barrage-voûte à double courbure: barrage d'Osiglietta (1939), joint périmétrique; beaucoup de barrages conçus par Carlo Semenza (1893-1961). Développement des barrages-voûtes en France par André Coyne (1891-1960). Après la rupture du barrage de Malpasset (58 m) en 1959, la construction des barrages-voûtes a fortement diminuée. Après la 2ème guerre mondiale, la construction de nombreux barrages-voûtes en Suisse, avec le barrage le plus haut de Mauvoisin (237 m, surélevé en 1990 à 250 m), achevé en 1957 et conçu par Alfred Stucky.
  • 89. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrage-voûte (Mauvoisin, Suisse) Barrage-voûte (Mauvoisin, Suisse) Le plus haut: du monde de la Suisse Nom: Enguri (Géorgie) Mauvoisin Hauteur: 282 m 250 m Volume béton: 3960 ·103m3 2030 ·103m3
  • 90. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Enguri, Géorgie, 282 m
  • 91. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m Barrage de Mauvoisin: (barrage-voûte) Hauteur 250 m Volume de la retenue: 210 Mio m3 Mise en service 1957 Surélévation 1990 QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image.
  • 92. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités
  • 93. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m Barrage de Emosson: (barrage-voûte) Hauteur 180 m Volume de la retenue: 225 Mio m3 Mise en service 1974 QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image.
  • 94. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Emosson, Valais, 180 m
  • 95. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Emosson, Valais, 180 m
  • 96. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Emosson, Valais, 180 m
  • 97. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image. Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m Barrage de Zeuzier: (barrage-voûte) Hauteur 156 m Volume de la retenue: 50 Mio m3 Mise en service 1957
  • 98. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m Barrage de Moiry: (barrage-voûte) Hauteur 148 m Volume de la retenue: 77 Mio m3 Mise en service 1958 QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image.
  • 99. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités
  • 100. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Punt dal Gall, Grison, 130 m, 1968
  • 101. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Emosson, Valais, 180 m
  • 102. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m Barrage de Les Toules: (barrage-voûte) Hauteur 86 m Volume de la retenue: 20 Mio m3 Mise en service 1963 QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image.
  • 103. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m Barrage de Z’Mutt: (barrage-voûte) Hauteur 74 m Volume de la retenue: 0.77 Mio m3 Mise en service 1970 QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image.
  • 104. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m Barrage de Ferden: (barrage-voûte) Hauteur 67 m Volume de la retenue: 1.72 Mio m3 Mise en service 1975 QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image.
  • 105. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Hongrin, Vaud, 125 m / 90 m
  • 106. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Karun III, Iran, 205 m
  • 107. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Karun IV, Iran, 230 m
  • 108. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités
  • 109. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Karakaya, Turquie, 230 m
  • 110. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages GénéralitésSpitallamm, Berne, 114 m
  • 111. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages en bétonBarrages en béton Barrage-poids Barrage-poids massif Barrage-poids à joints évidés Barrage-poids voûte Barrage-poids incurvé Barrage en béton compacté au rouleau (BCR) Barrage à contreforts Barrage-voûte Barrage à contreforts à tête élargie Barrage à contreforts à dalles planes Barrage-voûte/ dômes multiples Barrage évidé Barrage-voûte épais Barrage-voûte mince Barrage-voûte cylindrique Barrage-voûte à double courbure
  • 112. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrage en béton compacté au rouleau (Monskville, USA) Barrage en béton compacté au rouleau (Monskville, 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
  • 113. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrage en béton compacté au rouleauBarrage en béton compacté au rouleau Rialb, Espagne
  • 114. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Rialb, Espagne, 101 m
  • 115. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Rialb, Espagne, 101 m
  • 116. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Rialb, Espagne, 101 m
  • 117. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités
  • 118. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités
  • 119. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités
  • 120. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrage en enrochement Barrages en remblai ( digues)Barrages en remblai ( digues) Barrage en terre Barrage en terre homogène Barrage en terre zonée Barrage en terre à noyau d’argile Barrage en terre à masque amont (béton ou bitume) Barrage en terre à membrane interne en béton bitumineux Barrage en enrochement à noyau d’argile Barrage en enrochement à masque amont (en béton ou bitume) Barrage en enrochement à écran interne d’étanchéité (membrane) en béton bitumineux
  • 121. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Digue homogène (Ludington, USA)Digue homogène (Ludington, USA) La plus haute: du monde de la Suisse Nom: Medeo (Kazakhstan) Aucune Hauteur: 144 m Volume béton: 8.5 ·103m3
  • 122. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Digue à noyau (Göscheneralp, Suisse)Digue à noyau (Göscheneralp, 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
  • 123. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Goescheneralp, Uri, 155 m
  • 124. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Goescheneralp, Uri, 155 m
  • 125. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 mBarrages au Valais avec une hauteur plus grande que 60 m Barrage de Mattmark: Hauteur 120 m Volume de la retenue: 100 Mio m3 Mise en service 1967 QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image.
  • 126. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Mattmark, Valais, , 120 m, 1967
  • 127. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Marmorera, Grison, 91 m, 1954
  • 128. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Polyphyton, Grèce, 100 m
  • 129. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités El Makhazine, Maroc, 100 m
  • 130. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités El Makhazine, Maroc, 100 m
  • 131. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Grand Maison, France
  • 132. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Grand Maison, France
  • 133. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Chivor, Colombie, 237 m
  • 134. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Karkeh, Iran, 127 m
  • 135. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrage en enrochement Barrages en remblai ( digues)Barrages en remblai ( digues) Barrage en terre Barrage en terre homogène Barrage en terre zonée Barrage en terre à noyau d’argile Barrage en terre à masque amont (béton ou bitume) Barrage en terre à membrane interne en béton bitumineux Barrage en enrochement à noyau d’argile Barrage en enrochement à masque amont (en béton ou bitume) Barrage en enrochement à écran interne d’étanchéité (membrane) en béton bitumineux
  • 136. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Digue à masque amont (Foz do Areia, Brésil)Digue à masque amont (Foz do Areia, Brésil) La plus haute: du monde de la Suisse Nom: Foz do Areia Godey (Brésil) Hauteur: 160 m 35 m Volume béton: 13 ·103m3 0.3 ·103m3
  • 137. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Grand Maison, Verney, France
  • 138. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités New Spicer Meadow, USA, 70 m
  • 139. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités New Spicer Meadow, USA, 70 m
  • 140. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités New Spicer Meadow, USA, 70 m
  • 141. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrage en enrochement Barrages en remblai ( digues)Barrages en remblai ( digues) Barrage en terre Barrage en terre homogène Barrage en terre zonée Barrage en terre à noyau d’argile Barrage en terre à masque amont (béton ou bitume) Barrage en terre à membrane interne en béton bitumineux Barrage en enrochement à noyau d’argile Barrage en enrochement à masque amont (en béton ou bitume) Barrage en enrochement à écran interne d’étanchéité (membrane) en béton bitumineux
  • 142. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Finstertal, Autriche, 100 m
  • 143. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Finstertal, Autriche, 100 m
  • 144. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages GénéralitésFinstertal, Autriche, 100 m
  • 145. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Finstertal, Autriche, 100 m
  • 146. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Situation des barrages en SuisseSituation des barrages en Suisse www.swissdams.ch
  • 147. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Mauvoisin (250m)Mauvoisin (250m) Grande Dixence (285m) Grande Dixence (285m) Contra (220m)Contra (220m) Luzzone (225m)Luzzone (225m) Göscheneralp (155m)Göscheneralp (155m) Curnera (155m)Curnera (155m) Zervreila (151m)Zervreila (151m) Emosson (180m)Emosson (180m) Zeuzier (156m)Zeuzier (156m) Barrages en Suisse avec une hauteur plus grande que 150 mBarrages en Suisse avec une hauteur plus grande que 150 m
  • 148. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Choix du type de barrageChoix du type de barrage Type de barrage Type de barrage Critères • forme de la vallée • risque sismique • géologie et géotechnique • matériaux de construction • conditions climatiques • crues à maîtriser EconomieEconomie SécuritéSécurité
  • 149. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Reconnaissances géologiquesReconnaissances géologiques MOYENS RESULTATS Photos satellites morphologie Photos aériennes tectonique Reconnaissance morphologie, carte de la géologie de la surface de surface Méthodes géophysiques coupes géologiques (résistivité, vitesse des ondes) Forages Puits lithologie Tranchées stratigraphie Galeries tectonique
  • 150. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Géotechnique (sol et roche)Géotechnique (sol et roche) FONDATIONS MATERIAUX DE CONSTRUCTION Tassements (sol Déformations (roche) Perméabilité Sécurité à la rupture Altération Granulométrie Teneur en eau naturelle Comportement au compactage Perméabilité Tassements/consolidations Stabilité Durabilité RENSEIGNEMENTS REQUIS
  • 151. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Choix du type de barrageChoix du type de barrage Granulats de béton : 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! Matériaux de construction
  • 152. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrage-poidsBarrage-poids Avantages et inconvénients de divers types de barragesAvantages et inconvénients de divers types de barrages Avantages: Faibles contraintes dans le béton. Faibles contraintes transmises par la fondation au rocher. Les variations de températures ne produisent que de faibles variations de contraintes. L'évacuateur de crue peut facilement combiner avec le barrage (diriger les crues directement par dessous). Le gradient des sous-pressions à travers la fondation est faible. Inconvénients: Les sous-pressions sont importantes dans la fondation. Moyen risque de tassement. Le volume du béton est important (pour le barrage-poids évidé, il est plus faible). Le volume d’excavation de la fouille est important. Fragilité au séisme (si les joints entre les blocs ne sont pas faits par injections). L'échauffement du béton par la prise du ciment est assez problématique.
  • 153. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrages à contrefortBarrages à contrefort Avantages et inconvénients de divers types de barragesAvantages et inconvénients de divers types de barrages Avantages: Les contraintes transmises par la fondation au rocher sont moyennes. Les sous-pressions au niveau de la fondation sont faibles. Le volume du béton est faible. L’échauffement du béton est faible. Les risques de tassements sont moyens. Inconvénients: Très susceptible au séisme. La résistance à l'accélération latérale est presque non- existante. La fouille est importante. Le gradient des sous-pressions au niveau de la fondation est localement très élevé. Les contraintes dues au gradient de température peuvent devenir importantes à la tête du contrefort.
  • 154. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrage à voûtes multiplesBarrage à voûtes multiples Avantages et inconvénients de divers types de barragesAvantages et inconvénients de divers types de barrages Avantages: Le volume du béton est faible. La fouille est assez petite. Les sous-pressions au niveau de la fondation sont faibles. L'échauffement du béton est très faible pendant la construction. Inconvénients: Les contraintes sont importantes dans les voûtes. Grand risque de tassements. Les contraintes de température peuvent être très grandes. Très susceptible au séisme. La combinaison du barrage avec l'évacuateur de crue est difficile. Les sous-pressions dans les fissures du rocher peuvent provoquer des glissements d’appuis. La structure est très vulnérable (attentats, guerre).
  • 155. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Barrage à voûtesBarrage à voûtes Avantages et inconvénients de divers types de barragesAvantages et inconvénients de divers types de barrages Avantages: Le volume du béton est faible. La fouille est assez petite. La résistance au séisme est haute. Les sous-pressions au niveau de la fondation sont faibles (la surface de la fondation est petite). Inconvénients: Les contraintes sont importantes dans le béton et dans le rocher. Les forces sont transmises obliquement dans les appuis. Moyen risque de tassements. L'échauffement du béton par la prise du ciment est à considérer. L'intégration de l’évacuateur de crues (grands débits) dans le barrage est difficile. Le gradient des sous-pressions au niveau de la fondation est très grand. Les sous-pressions dans les fissures du rocher peuvent provoquer des glissements d ’appuis.
  • 156. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Digue en terre/ Enrochement à noyauDigue en terre/ Enrochement à noyau Avantages et inconvénients de divers types de barragesAvantages et inconvénients de divers types de barrages Avantages: Le corps du barrage est très flexible et adaptable aux conditions du terrain. Peu susceptible aux tassements et aux séismes. Petite à moyenne fouille. La digue n'est pas forcement fondée sur un rocher sain. La compression du sol est faible. Le gradient des sous-pressions au niveau de la fondation ou du noyau est faible. Inconvénients: Mise en place de grands volumes de matériaux. Le remblai du noyau en argile est influencé par les conditions atmosphériques (climat pluie).
  • 157. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Digue à masque amont ( béton ou bitumineux)Digue à masque amont ( béton ou bitumineux) Avantages et inconvénients de divers types de barragesAvantages et inconvénients de divers types de barrages Avantages: Le corps du barrage est très flexible et adaptable aux conditions du terrain. Les tassements limités sont tolérables. Pas très susceptible au séisme. Au dessous du masque, un système de drainage performant est nécessaire à cause de la fissuration. Le volume des déblais est moyen. Le masque doit être connecté au rocher (directement ou par une parafouille). La compression du sol est faible. Inconvénients: Mise en place de grands volumes de matériaux. Le gradient est très élevé près de la connexion entre le masque et le rocher (plinthe).
  • 158. ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages Généralités Etudes importantes et coûteuses Reconnaissances: topographie, géologie, géotechnique et impact sur l’environnement Réalisation = problème de logistique Accès, alimentation du chantier Installations fixes Equipements Main d’œuvre Durée du chantier ( plusieurs années) Mise en place de grandes quantités de matériaux La durée du chantier est influencée par les méthodes de construction Exigences de la sécurité Contrôles, surveillances et auscultations Particularités de la réalisation des barragesParticularités de la réalisation des barrages