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Chap 6 a barrages en remblais

Le document présente un aperçu des barrages en remblai, en abordant leur histoire, leur construction et leur importance dans l'hydraulique moderne. Il décrit les critères de choix pour les sites de construction, les différents types de barrages, ainsi que les principes de dimensionnement et de stabilité des digues. Les exemples historiques et géographiques, notamment les barrages au Sri Lanka, illustrent l'évolution et l'application des techniques dans le domaine.

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ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Barrages en remblaiBarrages en remblai Mattmark, Valais, 120 m, 1967
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Barrages en remblais (digues)Barrages en remblais (digues) Barrages en terreBarrages en terreBarrages en terre Barrages en terre homogèneBarrages en terre homogène Barrages en terre zonéeBarrages en terre zonée à noyau d ’argileà noyau d ’argile à masque amont (béton ou bitume) à masque amont (béton ou bitume) à membrage interne (béton bitumineux) à membrage interne (béton bitumineux) Barrages en remblaisBarrages en remblaisBarrages en remblais Barrage en enrochementBarrage en enrochementBarrage en enrochement à noyau d ’argileà noyau d ’argile à masque amont (béton ou bitume) à masque amont (béton ou bitume) à écran interne d’étanchéité (membrane, béton bitumineaux) à écran interne d’étanchéité (membrane, béton bitumineaux)
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types HistoriqueHistorique Digues en terre comme: ouvrage de protection le long des rivières barrage d'accumulation Parmi les plus anciens ouvrages de génie civil dans l'histoire de l'homme Réalisations il y a plus de 2000 ans en Inde au Sri Lanka à Yemen en Chine
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Sri Lanka - grandes retenues cinghalaisesSri Lanka - grandes retenues cinghalaises surface de l'île: 66'000 km2 seulement un quart de l'île au sud-ouest reçoit des précipitations suffisantes, voire même abondantes; cette partie est très montagneuse et se prête moins bien à l'agriculture le reste de l'île reçoit des précipitations moyennes annuelles de 2 m, ce qui constitue une quantité considérable, mais ces précipitations sont concentrées sur la période de décembre à février (mousson) la couverture végétale des terrains meubles et du rocher cristallin est très mince et sa capacité de rétention de l'eau est limitée La réponse à ce problème consiste en la construction de retenues annuelles permettant d'accumuler l'eau pour l'irrigation Conditions hydrologiques en Sri Lanka
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Sri Lanka - grandes retenues cinghalaisesSri Lanka - grandes retenues cinghalaises En 554 avant J.C., le conquérant indo-européen, prince Vijaya de Bengale, établit la dynastie cinghalaise des rois du Sri Lanka début d'une activité intense dans la construction de barrages (croissance démographie de la population indigène) construction d'une des premières retenues Panda Wewa (= retenue), près de la ville de Chilaw (370 avant J.C) volume retenu 9 mio m3 longueur du couronnement 2.6 km (suivant la topographie du terrain) hauteur 7 m largeur du couronnement 2.4 km
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Sri Lanka - grandes retenues cinghalaisesSri Lanka - grandes retenues cinghalaises But des retenues: Approvisionnement en eau de la capitale Anurâdhâpura (pendant 1000 ans) et des villes de Vavuniya et Polonnâruwa (y compris zones rurales autour de ces villes)
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Tissawewa, Sri Lanka, 300 BC
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Nuwara, Sri Lanka, 80 BC
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Sri Lanka - grandes retenues cinghalaisesSri Lanka - grandes retenues cinghalaises Détails constructifs Barrages en remblai homogène avec pentes amont et aval faibles protection par pavage contre les vagues évacuateurs de crues combinés avec des dépressions rocheuses
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Sri Lanka - grandes retenues cinghalaisesSri Lanka - grandes retenues cinghalaises Evacuateurs de crues (murs submersibles) Tour de prise d'eau
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Histoire Développement dans la technique de construction des digues (dimensionnement) Histoire Développement dans la technique de construction des digues (dimensionnement) B. Bassel (1907) largeur de base min. pour mobiliser le frottement (Facteur de sécurité: 10) Fellinius (1926) méthode de calcul pour la stabilité de pentes basée sur des cercles de glissement von Terzaghi (1926) principe de la mécanique des sols, effet de la pression interstitielle (concept des contraintes effectives) Proctor R. (1933) teneur en eau optimum pour le compactage, pentes min. de 1:2 à 1:4 Janbu et Bishop (1954/55) méthodes analytiques pour le calcul de la stabilité des digues
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Histoire - Méthode de calcul graphique de Fellinius (1926)Histoire - Méthode de calcul graphique de Fellinius (1926)
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types GénéralitésGénéralités Pourcentage de digues réalisées par rapport au nombre total de barrages Hauteur dépassant 15 m 100 m Monde 80..85 % 45 % Suisse 37 % 8 % Hauteur maximale sur fondations Monde Nurek (Tadjikistan) (1980) 300 m Suisse G scheneralp (1960) 155 m Mattmark (1967) 120 m Marmorera (1956) 91 m
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types GénéralitésGénéralités Pourcentage de digues réalisées plus hautes que 100 m par rapport aux barrages en béton
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Goescheneralp, Uri, 155 m
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Goescheneralp, Uri, 155 m
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Göscheneralp, Kt. Uri, 155 mGöscheneralp, Kt. Uri, 155 m
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Göscheneralp, Kt. Uri, 155 mGöscheneralp, Kt. Uri, 155 m
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Göscheneralp, Kt. Uri, 155 mGöscheneralp, Kt. Uri, 155 m Goescheneralp, Uri, 155 m
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Goescheneralp, Uri, 155 m
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Goescheneralp, Uri, 155 m
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Goescheneralp, Uri, 155 m
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Mattmark, Valais, , 120 m, 1967
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Mattmark, Valais, 120 m, 1967Mattmark, Valais, 120 m, 1967
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Mattmark, Valais, 120 m, 1967Mattmark, Valais, 120 m, 1967
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Mattmark, Valais, , 120 m, 1967
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Mattmark, Valais, , 120 m, 1967
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Mattmark, Valais, , 120 m, 1967
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Mattmark, Valais, 120 m, 1967Mattmark, Valais, 120 m, 1967
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Marmorera, Grison, 91 m, 1954
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Tarbela, Pakistan, 143 m, 142 Mio. m3, 1968 - 1976
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Tarbela, Pakistan, 143 m, 1976
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Tarbela, Pakistan, 143 m, 1976
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Tarbela, Pakistan, 143 m, 1976
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Tarbela, Pakistan, 143 m, 1976
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Tarbela, Pakistan, 143 m, 1976
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Tarbela, Pakistan, 143 m, 1976
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types 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
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Nurek, Tadschikistan, 300 m
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix pour les sitesCritères de choix pour les sites Avantages des digues par rapport aux barrages en béton géologie et topographie moins déterminantes installations et équipements moins sophistiqués peu susceptible aux tassements et aux séismes Topographie forme de la vallée géologie matériaux de remblais Géologie réservoir site matériaux Fondation rocher ou matériaux meubles Comportement des digues construction consolidation variations du plan d'eau Ouvrages annexes dérivation provisoire vidange de fond prise d'eau évacuateur de crues
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Alicura, Argentine Critères de choix de sites - TopographieCritères de choix de sites - Topographie
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Alicura, Argentine, 130 m, 1987, 13 Mio. m3
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix de sites - TopographieCritères de choix de sites - Topographie Chercher un angle β ~ 90 Profiter dÕun resserrement de la vallˇe LÕemplacement lÕextrˇmitˇ aval dÕun resserrement ˇviter viter les falaises, les surplombs
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix de sites - TopographieCritères de choix de sites - Topographie Attention aux vallˇes ˇpigˇnˇtiques Eperon naturel mince Attention dÕutiliser un ˇ peron naturel mince pentes raides, seulement si la forme est garantie par la qualitˇ du rocher.
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix de sites - TopographieCritères de choix de sites - Topographie Excavation Fissures ev. Eviter un changement brusque de la pente de lÕappui ! Coupes transversales
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix de sites - TopographieCritères de choix de sites - Topographie Coupes transversales Eviter des appuis subverticaux et surtout des surplombs !
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix de sites - TopographieCritères de choix de sites - Topographie Coupes longitudinales Gradins Appuis Une fondation inclinée vers l’amont est préférable Si la fondation est inclinée vers l’aval, des gradins sont indispensables Eviter que la prolongation du parement tombe dans le vide
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix pour les sitesCritères de choix pour les sites Avantages des digues par rapport aux barrages en béton géologie et topographie moins déterminantes installations et équipements moins sophistiqués peu susceptible aux tassements et aux séismes Topographie forme de la vallée géologie matériaux de remblais Géologie réservoir site matériaux Fondation rocher ou matériaux meubles Comportement des digues construction consolidation variations du plan d'eau Ouvrages annexes dérivation provisoire vidange de fond prise d'eau évacuateur de crues
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix de sites - GéologieCritères de choix de sites - Géologie Les précautions à prendre et les investigations à effectuer pour un barrage en remblai sont équivalentes à celles qu’on prendrait pour un barrage en béton, même si les exigences concernant la qualité du sous-sol sont moins prononcées Lorsque la géologie n’est pas favorable à la réalisation d’un ouvrage en béton, le barrage en remblai peut constituer une alternative. Dans ce cas (géologie médiocre), les connaissances approfondies de la géologie sont indispensables pour garantir la faisabilité d’un barrage en remblai. La construction nécessite d’importants volumes de matériaux de remblai. La prospection détaillée de toute la région entourant un site, accompagnée d’une étude géotechnique, est indispensable. L’étude de faisabilité est le fruit du travail conjoint de l’ingénieur et du géologue.
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Reconnaissances géologiquesReconnaissances géologiques Réservoir étanchéité du réservoir stabilité des rives transport / apport de matériaux solides Site étanchéité des appuis stabilité des appuis stabilité des excavations à la surface et en souterrain écoulements souterraines degré et profondeur d'altération superficielle Matériaux (collaboration avec un ingénieur géotéchnicien) inventaire des matériaux meubles exploitables volume approximatif de matériaux meubles disponible pour la construction nature et volume de roches de carrière (éventuellement)
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Karkeh, Iran, 127 m
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Atatürk, Turquie, 184 m, 1990
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image. Atatürk, Turquie, 184 m, 1990
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix pour les sitesCritères de choix pour les sites Avantages des digues par rapport aux barrages en béton géologie et topographie moins déterminantes installations et équipements moins sophistiqués peu susceptible aux tassements et aux séismes Topographie forme de la vallée géologie matériaux de remblais Géologie réservoir site matériaux Fondation rocher ou matériaux meubles Comportement des digues construction consolidation variations du plan d'eau Ouvrages annexes dérivation provisoire vidange de fond prise d'eau évacuateur de crues
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence de la condition de la fondation sur le choix des diguesInfluence de la condition de la fondation sur le choix des digues Il y a peu d'ouvrages de génie civil comme les digues où l'inter- dépendance entre l'ouvrage et sa fondation est tellement évidente. Les conditions de réalisation des fondations ont une influence prépondérante sur: la forme et la profondeur de l'excavation la disposition et les dimensions des éléments d'étanchéité les pentes amont et aval de la digue (stabilité) les déformations futures l'eau de filtration (percolation à travers l'ouvrage)
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence de la condition de la fondation sur le choix des diguesInfluence de la condition de la fondation sur le choix des digues b a b ou c Noyau mince Ecran dÕˇtanchˇitˇ bonne roche , c, ˇlevˇs permˇabilitˇ faible roche mˇd iocre et faible c = 0 Noyau large b a b ou c dd Injections Fondation sur rocher
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence de la condition de la fondation sur le choix des diguesInfluence de la condition de la fondation sur le choix des digues Fondation sur matériaux meubles et perméables Noyau inclinˇ b b ou ca Matˇriaux meubles Sous-sol peu compressible et injectable
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence de la condition de la fondation sur le choix des diguesInfluence de la condition de la fondation sur le choix des digues Fondation sur matériaux meubles et perméables Noyau profond b a b ou c dd a Sous-sol compressible avec difficulté de traitement
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence de la condition de la fondation sur le choix des diguesInfluence de la condition de la fondation sur le choix des digues Fondation sur matériaux meubles et perméables Noyau combiné avec un tapis amont Tapis
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence de la condition de la fondation sur le choix des digues Influence de la condition de la fondation sur le choix des digues
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Caractéristiques des fondationsCaractéristiques des fondations Sous-sol rocheux failles traversant la fondation (actives ou non) orientation et nature des discontinuités (fissuration et stratification) nappe phréatique perméabilité (pertes d'eau) comportement à long terme sous l'effet d'une percolation (érosion interne ou dissolution) déformabilité et résistance au cisaillement dans différentes directions Terrain meuble déformabilité et résistance au cisaillement des différentes couches perméabilité horizontale et verticale des différents matériaux nature de l'hétérogénéité du sol (couches, lentilles) teneur en eau nappe phréatique
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix pour les sitesCritères de choix pour les sites Avantages des digues par rapport aux barrages en béton géologie et topographie moins déterminantes installations et équipements moins sophistiqués peu susceptible aux tassements et aux séismes Topographie forme de la vallée géologie matériaux de remblais Géologie réservoir site matériaux Fondation rocher ou matériaux meubles Comportement des digues construction consolidation variations du plan d'eau Ouvrages annexes dérivation provisoire vidange de fond prise d'eau évacuateur de crues
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence du comportement des digues sur le choix de leurs sitesInfluence du comportement des digues sur le choix de leurs sites Construction: importants tassements verticaux à court terme, dus à l'augmentation du poids déformations latérales dues à la compression verticale anticipation par compactage et compensation par de nouvelles couches de remblais Consolidation: tassement à long terme (plusieurs années après la fin de construction) compensation par surélévation initiale de la digue incurver vers l'amont l'axe des digues (vallées relativement étroites) Variation du premier remplissage du réservoir crée des tassements dus à niveau d'eau: la charge d'eau et à l'immersion du corps d'appui déformation horizontale due à la poussée de l'eau Trois phases principales:
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence du comportement des digues sur le choix de leurs sitesInfluence du comportement des digues sur le choix de leurs sites E,i pi i = f (pi, E, ) a) Phase de construction : Les matériaux sont mis en place par couches successives. On observe immédiatement : des tassements verticaux importants dus à l’augmentation du poids ; des déformations latérales dues à la compression verticale. Les tassements sont compensés au fur et à mesure par les nouvelles couches de remblai, sauf sur les parements. La surface initiale doit tenir compte de cet effet. Ces déformations peuvent être influencées par le compactage ==> nécessaire pour éviter le cisaillement interne des matériaux.
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence du comportement des digues sur le choix de leurs sitesInfluence du comportement des digues sur le choix de leurs sites Surˇlˇvation b) Phase de consolidation : Elle commence dès la mise en place, mais s’achève des années après la fin de la construction. Consolidation si les matériaux sont peu perméables (k < 10-6 m/s). Pour compenser les tassements dus à la consolidation, une surélévation du couronnement par rapport à la côte théorique est donc indispensable.
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence du comportement des digues sur le choix de leurs sitesInfluence du comportement des digues sur le choix de leurs sites d = f (H, A, P, E, F, S) HŹ:hauteur AŹ:disposition de lÕaxe PŹ:profil EŹ:propriˇ tˇ s des remblais FŹ:forme de la vallˇ e SŹ:sous-sol d E aval amont Flancs de la vallˇ e c) Phase d’exploitation avec variation du niveau d’eau : Le premier remplissage du réservoir crée des tassements dus à la charge de l’eau et, lorsque l’étanchéité est constituée par un noyau central, à l’immersion du corps d’appui amont. La poussée de l’eau du réservoir provoque également une déformation horizontale du barrage au niveau du couronnement. Ces déformations se répètent, mais d’une manière beaucoup moins prononcés, à chaque remplissage du lac car les déformations plastiques se produisent surtout pendant le premier remplissage.
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence des ouvrages annexes sur le choix des sites des diguesInfluence des ouvrages annexes sur le choix des sites des digues Ouvrages annexes: dérivation provisoire vidange de fond prise d'eau évacuateur de crues Ouvrages annexes sont des constructions en béton, sensibles aux tassements différentiels. En règle générale, les ouvrages en béton sont placés de préférence en dehors des remblais. (exception: galeries traversant la digue à sa base). Les ouvrages annexes sont déterminants pour le choix des sites des barrages en remblai et en enrochements.
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Randenigala, Sri Lanka
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Barrage de Randenigala en Sri Lanka avec ces ouvrages annexes Barrage de Randenigala en Sri Lanka avec ces ouvrages annexes
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Alicura, Argentine, 130 m, 1987, 13 Mio. m3
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Alicura, Argentine, 130 m, 1987, 13 Mio. m3
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Alicura, Argentine, 130 m, 1987, 13 Mio. m3
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Alicura, Argentine, 130 m, 1987, 13 Mio. m3
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Alicura, Argentine, 130 m, 1987, 13 Mio. m3
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Karkeh, Iran, 127 m
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Karkeh, Iran, 127 m QuickTime™ et un décompresseur codec YUV420 sont requis pour visionner cette image.
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Karkeh, Iran H = 127 m V = 32 Mio. m3
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Karkeh, Iran H = 127 m V = 32 Mio. M3 Canal de dérivation intégré dans la fondation QuickTime™ et un décompresseur codec YUV420 sont requis pour visionner cette image.
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Combinaison des galeries avec la fondation des diguesCombinaison des galeries avec la fondation des digues éviter la fissuration des galeries due aux tassements en les plaçant directement sur le rocher (des fuites d'eau dans les galeries en charge peuvent provoquer l'érosion interne de la digue) la section à travers de la galerie ne doit pas présenter de brusques changements des pentes ni des parois verticales en contact avec le noyau (compactage soigneux devient difficile) l'emplacement en tranchée dans le rocher est plus favorable que l'emplacement à la surface la surface du béton constitue un chemin de percolation préférentiel traitement de surface avec bitume afin de réduire le frottement pendant le compactage
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Combinaison des galeries avec la fondation des digues Combinaison des galeries avec la fondation des digues
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Combinaison des galeries avec la fondation des diguesCombinaison des galeries avec la fondation des digues Conduite en charge blindˇ e Conduite noyˇ e dans le bˇ ton remblai Vo˛ te de protection Conduite dans une galerie de protection (contr™lable, pas de risque de flambage, dˇ formations moins dangereuse, etc. ) remblai Intégration d’une conduite longitudinale dans un barrage en remblai
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Combinaison des galeries avec la fondation des diguesCombinaison des galeries avec la fondation des digues Emplacement sur la fondation Emplacement en tranchˇ e prˇ fˇ rable ev. injections de consolidation injection de consolidation (indispensable sous noyau) 1 ~10 prˇ fˇ rable Intégration d’une conduite longitudinale dans un barrage en remblai
ÉC OLE POLY TEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types El Makhazine, Maroc, 100 m
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Barrages en remblaiBarrages en remblai Mattmark, Valais, 120 m, 1967
  • 2.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Barrages en remblais (digues)Barrages en remblais (digues) Barrages en terreBarrages en terreBarrages en terre Barrages en terre homogèneBarrages en terre homogène Barrages en terre zonéeBarrages en terre zonée à noyau d ’argileà noyau d ’argile à masque amont (béton ou bitume) à masque amont (béton ou bitume) à membrage interne (béton bitumineux) à membrage interne (béton bitumineux) Barrages en remblaisBarrages en remblaisBarrages en remblais Barrage en enrochementBarrage en enrochementBarrage en enrochement à noyau d ’argileà noyau d ’argile à masque amont (béton ou bitume) à masque amont (béton ou bitume) à écran interne d’étanchéité (membrane, béton bitumineaux) à écran interne d’étanchéité (membrane, béton bitumineaux)
  • 3.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types HistoriqueHistorique Digues en terre comme: ouvrage de protection le long des rivières barrage d'accumulation Parmi les plus anciens ouvrages de génie civil dans l'histoire de l'homme Réalisations il y a plus de 2000 ans en Inde au Sri Lanka à Yemen en Chine
  • 4.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Sri Lanka - grandes retenues cinghalaisesSri Lanka - grandes retenues cinghalaises surface de l'île: 66'000 km2 seulement un quart de l'île au sud-ouest reçoit des précipitations suffisantes, voire même abondantes; cette partie est très montagneuse et se prête moins bien à l'agriculture le reste de l'île reçoit des précipitations moyennes annuelles de 2 m, ce qui constitue une quantité considérable, mais ces précipitations sont concentrées sur la période de décembre à février (mousson) la couverture végétale des terrains meubles et du rocher cristallin est très mince et sa capacité de rétention de l'eau est limitée La réponse à ce problème consiste en la construction de retenues annuelles permettant d'accumuler l'eau pour l'irrigation Conditions hydrologiques en Sri Lanka
  • 5.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Sri Lanka - grandes retenues cinghalaisesSri Lanka - grandes retenues cinghalaises En 554 avant J.C., le conquérant indo-européen, prince Vijaya de Bengale, établit la dynastie cinghalaise des rois du Sri Lanka début d'une activité intense dans la construction de barrages (croissance démographie de la population indigène) construction d'une des premières retenues Panda Wewa (= retenue), près de la ville de Chilaw (370 avant J.C) volume retenu 9 mio m3 longueur du couronnement 2.6 km (suivant la topographie du terrain) hauteur 7 m largeur du couronnement 2.4 km
  • 6.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Sri Lanka - grandes retenues cinghalaisesSri Lanka - grandes retenues cinghalaises But des retenues: Approvisionnement en eau de la capitale Anurâdhâpura (pendant 1000 ans) et des villes de Vavuniya et Polonnâruwa (y compris zones rurales autour de ces villes)
  • 7.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Tissawewa, Sri Lanka, 300 BC
  • 8.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Nuwara, Sri Lanka, 80 BC
  • 9.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Sri Lanka - grandes retenues cinghalaisesSri Lanka - grandes retenues cinghalaises Détails constructifs Barrages en remblai homogène avec pentes amont et aval faibles protection par pavage contre les vagues évacuateurs de crues combinés avec des dépressions rocheuses
  • 10.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Sri Lanka - grandes retenues cinghalaisesSri Lanka - grandes retenues cinghalaises Evacuateurs de crues (murs submersibles) Tour de prise d'eau
  • 11.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Histoire Développement dans la technique de construction des digues (dimensionnement) Histoire Développement dans la technique de construction des digues (dimensionnement) B. Bassel (1907) largeur de base min. pour mobiliser le frottement (Facteur de sécurité: 10) Fellinius (1926) méthode de calcul pour la stabilité de pentes basée sur des cercles de glissement von Terzaghi (1926) principe de la mécanique des sols, effet de la pression interstitielle (concept des contraintes effectives) Proctor R. (1933) teneur en eau optimum pour le compactage, pentes min. de 1:2 à 1:4 Janbu et Bishop (1954/55) méthodes analytiques pour le calcul de la stabilité des digues
  • 12.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Histoire - Méthode de calcul graphique de Fellinius (1926)Histoire - Méthode de calcul graphique de Fellinius (1926)
  • 13.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types GénéralitésGénéralités Pourcentage de digues réalisées par rapport au nombre total de barrages Hauteur dépassant 15 m 100 m Monde 80..85 % 45 % Suisse 37 % 8 % Hauteur maximale sur fondations Monde Nurek (Tadjikistan) (1980) 300 m Suisse G scheneralp (1960) 155 m Mattmark (1967) 120 m Marmorera (1956) 91 m
  • 14.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types GénéralitésGénéralités Pourcentage de digues réalisées plus hautes que 100 m par rapport aux barrages en béton
  • 15.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Goescheneralp, Uri, 155 m
  • 16.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Goescheneralp, Uri, 155 m
  • 17.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Göscheneralp, Kt. Uri, 155 mGöscheneralp, Kt. Uri, 155 m
  • 18.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Göscheneralp, Kt. Uri, 155 mGöscheneralp, Kt. Uri, 155 m
  • 19.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Göscheneralp, Kt. Uri, 155 mGöscheneralp, Kt. Uri, 155 m Goescheneralp, Uri, 155 m
  • 20.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Goescheneralp, Uri, 155 m
  • 21.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Goescheneralp, Uri, 155 m
  • 22.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Goescheneralp, Uri, 155 m
  • 23.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Mattmark, Valais, , 120 m, 1967
  • 24.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Mattmark, Valais, 120 m, 1967Mattmark, Valais, 120 m, 1967
  • 25.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Mattmark, Valais, 120 m, 1967Mattmark, Valais, 120 m, 1967
  • 26.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Mattmark, Valais, , 120 m, 1967
  • 27.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Mattmark, Valais, , 120 m, 1967
  • 28.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Mattmark, Valais, , 120 m, 1967
  • 29.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Mattmark, Valais, 120 m, 1967Mattmark, Valais, 120 m, 1967
  • 30.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Marmorera, Grison, 91 m, 1954
  • 31.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Tarbela, Pakistan, 143 m, 142 Mio. m3, 1968 - 1976
  • 32.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Tarbela, Pakistan, 143 m, 1976
  • 33.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Tarbela, Pakistan, 143 m, 1976
  • 34.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Tarbela, Pakistan, 143 m, 1976
  • 35.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Tarbela, Pakistan, 143 m, 1976
  • 36.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Tarbela, Pakistan, 143 m, 1976
  • 37.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Tarbela, Pakistan, 143 m, 1976
  • 38.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types 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
  • 39.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Nurek, Tadschikistan, 300 m
  • 40.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix pour les sitesCritères de choix pour les sites Avantages des digues par rapport aux barrages en béton géologie et topographie moins déterminantes installations et équipements moins sophistiqués peu susceptible aux tassements et aux séismes Topographie forme de la vallée géologie matériaux de remblais Géologie réservoir site matériaux Fondation rocher ou matériaux meubles Comportement des digues construction consolidation variations du plan d'eau Ouvrages annexes dérivation provisoire vidange de fond prise d'eau évacuateur de crues
  • 41.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types
  • 42.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Alicura, Argentine Critères de choix de sites - TopographieCritères de choix de sites - Topographie
  • 43.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Alicura, Argentine, 130 m, 1987, 13 Mio. m3
  • 44.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix de sites - TopographieCritères de choix de sites - Topographie Chercher un angle β ~ 90 Profiter dÕun resserrement de la vallˇe LÕemplacement lÕextrˇmitˇ aval dÕun resserrement ˇviter viter les falaises, les surplombs
  • 45.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix de sites - TopographieCritères de choix de sites - Topographie Attention aux vallˇes ˇpigˇnˇtiques Eperon naturel mince Attention dÕutiliser un ˇ peron naturel mince pentes raides, seulement si la forme est garantie par la qualitˇ du rocher.
  • 46.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix de sites - TopographieCritères de choix de sites - Topographie Excavation Fissures ev. Eviter un changement brusque de la pente de lÕappui ! Coupes transversales
  • 47.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix de sites - TopographieCritères de choix de sites - Topographie Coupes transversales Eviter des appuis subverticaux et surtout des surplombs !
  • 48.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix de sites - TopographieCritères de choix de sites - Topographie Coupes longitudinales Gradins Appuis Une fondation inclinée vers l’amont est préférable Si la fondation est inclinée vers l’aval, des gradins sont indispensables Eviter que la prolongation du parement tombe dans le vide
  • 49.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix pour les sitesCritères de choix pour les sites Avantages des digues par rapport aux barrages en béton géologie et topographie moins déterminantes installations et équipements moins sophistiqués peu susceptible aux tassements et aux séismes Topographie forme de la vallée géologie matériaux de remblais Géologie réservoir site matériaux Fondation rocher ou matériaux meubles Comportement des digues construction consolidation variations du plan d'eau Ouvrages annexes dérivation provisoire vidange de fond prise d'eau évacuateur de crues
  • 50.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix de sites - GéologieCritères de choix de sites - Géologie Les précautions à prendre et les investigations à effectuer pour un barrage en remblai sont équivalentes à celles qu’on prendrait pour un barrage en béton, même si les exigences concernant la qualité du sous-sol sont moins prononcées Lorsque la géologie n’est pas favorable à la réalisation d’un ouvrage en béton, le barrage en remblai peut constituer une alternative. Dans ce cas (géologie médiocre), les connaissances approfondies de la géologie sont indispensables pour garantir la faisabilité d’un barrage en remblai. La construction nécessite d’importants volumes de matériaux de remblai. La prospection détaillée de toute la région entourant un site, accompagnée d’une étude géotechnique, est indispensable. L’étude de faisabilité est le fruit du travail conjoint de l’ingénieur et du géologue.
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Reconnaissances géologiquesReconnaissances géologiques Réservoir étanchéité du réservoir stabilité des rives transport / apport de matériaux solides Site étanchéité des appuis stabilité des appuis stabilité des excavations à la surface et en souterrain écoulements souterraines degré et profondeur d'altération superficielle Matériaux (collaboration avec un ingénieur géotéchnicien) inventaire des matériaux meubles exploitables volume approximatif de matériaux meubles disponible pour la construction nature et volume de roches de carrière (éventuellement)
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Karkeh, Iran, 127 m
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Atatürk, Turquie, 184 m, 1990
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types QuickTime™ et un décompresseur TIFF (non compressé) sont requis pour visionner cette image. Atatürk, Turquie, 184 m, 1990
  • 55.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix pour les sitesCritères de choix pour les sites Avantages des digues par rapport aux barrages en béton géologie et topographie moins déterminantes installations et équipements moins sophistiqués peu susceptible aux tassements et aux séismes Topographie forme de la vallée géologie matériaux de remblais Géologie réservoir site matériaux Fondation rocher ou matériaux meubles Comportement des digues construction consolidation variations du plan d'eau Ouvrages annexes dérivation provisoire vidange de fond prise d'eau évacuateur de crues
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence de la condition de la fondation sur le choix des diguesInfluence de la condition de la fondation sur le choix des digues Il y a peu d'ouvrages de génie civil comme les digues où l'inter- dépendance entre l'ouvrage et sa fondation est tellement évidente. Les conditions de réalisation des fondations ont une influence prépondérante sur: la forme et la profondeur de l'excavation la disposition et les dimensions des éléments d'étanchéité les pentes amont et aval de la digue (stabilité) les déformations futures l'eau de filtration (percolation à travers l'ouvrage)
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence de la condition de la fondation sur le choix des diguesInfluence de la condition de la fondation sur le choix des digues b a b ou c Noyau mince Ecran dÕˇtanchˇitˇ bonne roche , c, ˇlevˇs permˇabilitˇ faible roche mˇd iocre et faible c = 0 Noyau large b a b ou c dd Injections Fondation sur rocher
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence de la condition de la fondation sur le choix des diguesInfluence de la condition de la fondation sur le choix des digues Fondation sur matériaux meubles et perméables Noyau inclinˇ b b ou ca Matˇriaux meubles Sous-sol peu compressible et injectable
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence de la condition de la fondation sur le choix des diguesInfluence de la condition de la fondation sur le choix des digues Fondation sur matériaux meubles et perméables Noyau profond b a b ou c dd a Sous-sol compressible avec difficulté de traitement
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence de la condition de la fondation sur le choix des diguesInfluence de la condition de la fondation sur le choix des digues Fondation sur matériaux meubles et perméables Noyau combiné avec un tapis amont Tapis
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence de la condition de la fondation sur le choix des digues Influence de la condition de la fondation sur le choix des digues
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Caractéristiques des fondationsCaractéristiques des fondations Sous-sol rocheux failles traversant la fondation (actives ou non) orientation et nature des discontinuités (fissuration et stratification) nappe phréatique perméabilité (pertes d'eau) comportement à long terme sous l'effet d'une percolation (érosion interne ou dissolution) déformabilité et résistance au cisaillement dans différentes directions Terrain meuble déformabilité et résistance au cisaillement des différentes couches perméabilité horizontale et verticale des différents matériaux nature de l'hétérogénéité du sol (couches, lentilles) teneur en eau nappe phréatique
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Critères de choix pour les sitesCritères de choix pour les sites Avantages des digues par rapport aux barrages en béton géologie et topographie moins déterminantes installations et équipements moins sophistiqués peu susceptible aux tassements et aux séismes Topographie forme de la vallée géologie matériaux de remblais Géologie réservoir site matériaux Fondation rocher ou matériaux meubles Comportement des digues construction consolidation variations du plan d'eau Ouvrages annexes dérivation provisoire vidange de fond prise d'eau évacuateur de crues
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence du comportement des digues sur le choix de leurs sitesInfluence du comportement des digues sur le choix de leurs sites Construction: importants tassements verticaux à court terme, dus à l'augmentation du poids déformations latérales dues à la compression verticale anticipation par compactage et compensation par de nouvelles couches de remblais Consolidation: tassement à long terme (plusieurs années après la fin de construction) compensation par surélévation initiale de la digue incurver vers l'amont l'axe des digues (vallées relativement étroites) Variation du premier remplissage du réservoir crée des tassements dus à niveau d'eau: la charge d'eau et à l'immersion du corps d'appui déformation horizontale due à la poussée de l'eau Trois phases principales:
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence du comportement des digues sur le choix de leurs sitesInfluence du comportement des digues sur le choix de leurs sites E,i pi i = f (pi, E, ) a) Phase de construction : Les matériaux sont mis en place par couches successives. On observe immédiatement : des tassements verticaux importants dus à l’augmentation du poids ; des déformations latérales dues à la compression verticale. Les tassements sont compensés au fur et à mesure par les nouvelles couches de remblai, sauf sur les parements. La surface initiale doit tenir compte de cet effet. Ces déformations peuvent être influencées par le compactage ==> nécessaire pour éviter le cisaillement interne des matériaux.
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence du comportement des digues sur le choix de leurs sitesInfluence du comportement des digues sur le choix de leurs sites Surˇlˇvation b) Phase de consolidation : Elle commence dès la mise en place, mais s’achève des années après la fin de la construction. Consolidation si les matériaux sont peu perméables (k < 10-6 m/s). Pour compenser les tassements dus à la consolidation, une surélévation du couronnement par rapport à la côte théorique est donc indispensable.
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence du comportement des digues sur le choix de leurs sitesInfluence du comportement des digues sur le choix de leurs sites d = f (H, A, P, E, F, S) HŹ:hauteur AŹ:disposition de lÕaxe PŹ:profil EŹ:propriˇ tˇ s des remblais FŹ:forme de la vallˇ e SŹ:sous-sol d E aval amont Flancs de la vallˇ e c) Phase d’exploitation avec variation du niveau d’eau : Le premier remplissage du réservoir crée des tassements dus à la charge de l’eau et, lorsque l’étanchéité est constituée par un noyau central, à l’immersion du corps d’appui amont. La poussée de l’eau du réservoir provoque également une déformation horizontale du barrage au niveau du couronnement. Ces déformations se répètent, mais d’une manière beaucoup moins prononcés, à chaque remplissage du lac car les déformations plastiques se produisent surtout pendant le premier remplissage.
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Influence des ouvrages annexes sur le choix des sites des diguesInfluence des ouvrages annexes sur le choix des sites des digues Ouvrages annexes: dérivation provisoire vidange de fond prise d'eau évacuateur de crues Ouvrages annexes sont des constructions en béton, sensibles aux tassements différentiels. En règle générale, les ouvrages en béton sont placés de préférence en dehors des remblais. (exception: galeries traversant la digue à sa base). Les ouvrages annexes sont déterminants pour le choix des sites des barrages en remblai et en enrochements.
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Randenigala, Sri Lanka
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Barrage de Randenigala en Sri Lanka avec ces ouvrages annexes Barrage de Randenigala en Sri Lanka avec ces ouvrages annexes
  • 71.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Alicura, Argentine, 130 m, 1987, 13 Mio. m3
  • 72.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Alicura, Argentine, 130 m, 1987, 13 Mio. m3
  • 73.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Alicura, Argentine, 130 m, 1987, 13 Mio. m3
  • 74.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Alicura, Argentine, 130 m, 1987, 13 Mio. m3
  • 75.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Alicura, Argentine, 130 m, 1987, 13 Mio. m3
  • 76.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Karkeh, Iran, 127 m
  • 77.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Karkeh, Iran, 127 m QuickTime™ et un décompresseur codec YUV420 sont requis pour visionner cette image.
  • 78.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Karkeh, Iran H = 127 m V = 32 Mio. m3
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Karkeh, Iran H = 127 m V = 32 Mio. M3 Canal de dérivation intégré dans la fondation QuickTime™ et un décompresseur codec YUV420 sont requis pour visionner cette image.
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Combinaison des galeries avec la fondation des diguesCombinaison des galeries avec la fondation des digues éviter la fissuration des galeries due aux tassements en les plaçant directement sur le rocher (des fuites d'eau dans les galeries en charge peuvent provoquer l'érosion interne de la digue) la section à travers de la galerie ne doit pas présenter de brusques changements des pentes ni des parois verticales en contact avec le noyau (compactage soigneux devient difficile) l'emplacement en tranchée dans le rocher est plus favorable que l'emplacement à la surface la surface du béton constitue un chemin de percolation préférentiel traitement de surface avec bitume afin de réduire le frottement pendant le compactage
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Combinaison des galeries avec la fondation des digues Combinaison des galeries avec la fondation des digues
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Combinaison des galeries avec la fondation des diguesCombinaison des galeries avec la fondation des digues Conduite en charge blindˇ e Conduite noyˇ e dans le bˇ ton remblai Vo˛ te de protection Conduite dans une galerie de protection (contr™lable, pas de risque de flambage, dˇ formations moins dangereuse, etc. ) remblai Intégration d’une conduite longitudinale dans un barrage en remblai
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types Combinaison des galeries avec la fondation des diguesCombinaison des galeries avec la fondation des digues Emplacement sur la fondation Emplacement en tranchˇ e prˇ fˇ rable ev. injections de consolidation injection de consolidation (indispensable sous noyau) 1 ~10 prˇ fˇ rable Intégration d’une conduite longitudinale dans un barrage en remblai
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    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types El Makhazine, Maroc, 100 m
  • 85.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types El Makhazine, Maroc, 100 m
  • 86.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types El Makhazine, Maroc, 100 m
  • 87.
    ÉC OLE POLYTEC HNIQUE FÉDÉRALE D E LAUSANNE Laboratoire de Constructions Hydrauliques Barrages en remblai Généralités - Choix des types El Makhazine, Maroc, 100 m