stabilité d'un barrage en remblai

Table des matires :

REMERCIEMENT

INTRODUCTION .

1re partie : gnralits:

I. Direction gnrale : 6

1. Introduction : ......................................................................................................................................... 6

2. Explication du nom, de la signature et du logo : .............................................................................. 7

3. : ................................................................................................................. 7

II. Dirrection barrage : .............................................................................................................................. 8

1. Introduction : ......................................................................................................................................... 8

2. Etudes et ............................................................................................................... 8

I. Introduction : ............................................................................................................................................. 9

1. Dfinition : ............................................................................................................................................. 9

2. Rle : .................................................................................................................................................... 10

II. ...................................................................................................................... 10

1. Etanchit : .......................................................................................................................................... 10

2. Stabilit : .............................................................................................................................................. 11

3. Equipements : ...................................................................................................................................... 11

a. Equipements de scurit et d'entretien : ....................................................................................... 11

b. Equipements hydrolectriques : ..................................................................................................... 12

c. Equipements de circulation : .......................................................................................................... 13

III. Type : .................................................................................................................................................... 13

1. Les barrages en remblai : .......................................................................................................... 14

2. Les Barrages en bton : ...................................................................................................................... 16

IV. Critre de choix de type de barrage : ................................................................................................ 17

1. La forme de la valle : ........................................................................................................................ 17

2. La sismicit : ...................................................................................................................................... 20

3. La gologie : ........................................................................................................................................ 20

4. La disponibilit des matriaux de construction : ............................................................................ 21

5. Les conditions climatiques : .............................................................................................................. 21

6. Les crues maitriser : ......................................................................................................................... 21

2me partie : tude de stabilit des barrages en remblai: . 23

I. Introduction : ........................................................................................................................................... 23

II. Les barrages en remblai noyau centrale : ...................................................................................... 24

1. Introduction : ....................................................................................................................................... 24

2. Matriaux de construction : ............................................................................................................... 25

III. Comportement des barrages en remblai: .......................................................................................... 28

1. Phases de construction : ..................................................................................................................... 28

2. Phase de consolidation : ..................................................................................................................... 30

3. : ................................................................... 31

IV . Calcul de stabilit: ............................................................................................................................... 32

1. : ............................................................................................................................ 32

2. : .......................................................................................................................... 32

3. cas de charges : .................................................................................................................................... 36

4. Angle des talus : .................................................................................................................................. 37

5. Scurit en cas de sisme selon analyse pseudo-statique : ............................................................ 38

V. Go-Slope : ............................................................................................................................................... 39

3me partie: Application

I. Introduction : ........................................................................................................................................... 42

II. Situation gographique : ..................................................................................................................... 42

III. Etude du barrage kharroub: .............................................................................................................. 44

1. Description du barrage : ..................................................................................................................... 44

2. Vue en plan du barrage Kharroub : .................................................................................................. 44

3. Bassin versant : ................................................................................................................................... 46

IV. Etude de stabilit du barrage: ............................................................................................................ 47

1. Paramtres gotechniques : ............................................................................................................... 47

2. Calcul de stabilit : ............................................................................................................................. 48

3. Calcul dynamique pour un sisme de 0,14g : ................................................................................. 55

CONCLUSION 57

WEBOGRAPHIE .. 58

BIBLIOGRAPHIE 58

Au terme de ce modeste travail, je tiens remercier vivement la direction de

au sein de ses services.

reconnaissance auprs

aboutissement.

Ainsi, je tiens remercier tout le personnel de NOVEC et plus prcisment :

Monsieur Abedellah Zakaria chef de division barrage NOVEC, pour son accueil, la

service.

Mes remerciements les plus sincres vont mon encadrant Mr Abedelhakim

judicieux encadrements ainsi que

son assistance pour la rdaction du rapport.

sentiments les meilleurs.

Les barrages existent probablement depuis la prhistoire o ils taient utiliss comme rserve

d'eau potable, d'irrigation,... Le premier grand barrage connu a t construit en gypte, vers 4000

av. J.-C., pour faire dvier le Nil afin de crer un site pour la ville de Memphis.

De nos jours, il existe dans le monde plus de 800 000 barrages, dont 45 000 sont considrs

comme des grands barrages (hauteur suprieure 15m), et plus de 1 600 grands barrages sont encore

en construction. D'ailleurs, ce jour, prs de la moiti des fleuves dans le monde comptent au moins

un grand barrage.

Les barrages ont une grande importance pour le dveloppement rurale pays, mais aprs

construction ces barrages sont exposs au risque de rupture qui est certes assez rare mais quand elle

arrive, les consquences peuvent tre catastrophiques et occasionner des dommages considrables sur

les hommes et les biens.

Mon s : leurs fonctionnement,

leurs diffrents types et leurs

rocher et provoque par suite une instabilit de matriaux constructeurs du barrage. Puis mon stage

(les plus exposs au risque de rupture)

-Slope

comportement du barrage Kharoub et son adaptation.

I. Direction gnrale :

1. Introduction :

NOVEC, filiale de la Caisse de Dpt et de Gestion (CDG), est issue de la fusion des deux

-Scom en date du 30 novembre 2009.

Cette nouvelle entit bnficie des expertises sectorielles complmentaires des deux bureaux

Scet-Scom (fonde en 1958): Btiment, OPC, Amnagements urbains, Agriculture et

Dveloppement rural, Alimentation en eau potable et Assainissement.

Ingma : Grandes infrastructures (Barrages, Autoroutes Ressources

en eau, Energie et Environnement.

Fort de l'expertise reconnue de ces deux bureaux, Novec est dsormais un acteur de premier ordre

ant dans des

, offrant des services de haut niveau dans les mtiers en rapport avec le

dveloppement territorial durable, tant l'intrieur du Royaume qu' l'international.

NOVEC, a dmnag (le 3 juin 2013)

travail

2. Explication du nom, de la signature et du logo :

Novec est un mix des termes Innovation et Ecologie . Ce nom fait directement

rfrence aux proccupations de crativit et de dveloppement durable de la socit.

La signature choisie Votre partenaire polyvalent pour des solutions durables met en exergue

-mtiers de Novec, ainsi que ses proccupations de protection de

Le logo de Novec est sobre par son ct institutionnel. Le jeu d au mtier

. La couleur verte renvoie la proccupation

la vitalit et le renouveau. Le noir reprsente la rigueur

et la sobrit.

3. :

II. Dirrection barrage :

1. Introduction :

Novec est prsent dans le domaine des barrages depuis 1973, et a dvelopp une grande

expertise tant international ce qui lui a permis de figurer parmi les premiers

ingnieurs conseils en Afrique et au Moyen Orient. Les presta activit

ensemble des stades pour les tudes relatives au domaine des barrages et amnagements

hydrauliques et les tudes de conception.

approche de Novec est base sur misation des moyens en fonction des conditions

naturelles des sites examins.

2.

ssistance technique de Novec se focalise sur les diffrents domaines lis aux barrages qui

vont du gnie hydraulique, en passant par la gologie, la gotechnique et ectromcanique.

Novec dispose son actif de plus d'une centaine de barrages, tudis ou raliss, auscults

et/ou expertiss (Remblai, BCR, vote, masque amont, maonnerie).

Exemple des grands barrages AU MAROC :

Barrage Sidi Said : (2000-2005),

Caractristiques :

_ Poids en Bton compact au rouleau,

_ h = 120 m,

_ V = 650.000 m3

Avant- excution, Supervision des travaux.

Part NOVEC : 80%

Auscultation (2005-2009), Part NOVEC : 100%

:

TCHAD : (2004).

Etude de conception du barrage Kadjmeur dans la

Caractristique :

_ Digue noyau, et un vacuateur de crue latral

_ H = 5,90 m

_ V = 23,200 m3

Barrage Busanga Modle mathmatique 3D

I. Introduction :

Les barrages font partie des plus grandes ouvrag Depuis

homme se sert des barrag Les

barrages jouent et joueront toujours

vironnement et en

garantissant la gestion durable des ressources. E

1. Dfinition :

Les barrages sont, par dfinition, des ouvrag hydraulique qui barrent sur toute la

larg topographique artificielle tanche

manire gnrale et dans la plupart des cas, la hauteur du barrag

Fondamentalement, les barrages raliss

de place.

2. Rle :

naturel des eaux de ruissellement. 3 raisons principales peuvent justifier cette intervention :

: Selon le volume utile de la retenue et le dbit des apports, on

distinguera les accumulations journalires, hebdomadaires, saisonnires ou inter-saisonnires.

La rgulation des apports : Dans la pluparts des rgions du monde, les prcipitations sont

concentres sur des priodes cour

alisation

:

production hydrolectrique, mais

II. Fonctions :

1. Etanchit :

L'tanchit des barrages de retenues est videmment l'objectif prpondrant.

On doit distinguer :

l'tanchit propre du barrage qui est lie sa constitution, et donc peut aisment tre matrise

et contrle

- l'tanchit du bassin de retenue qui dpend de la gologie du site (nature des terrains, tat de

fracturation, rseaux karstiques ventuels, ...), elle est tablie lors du choix du site et peut

ventuellement tre traite sur des zones de faible tendue

- l'tanchit de la liaison barrage - sol de fondation; la zone de pied de barrage est celle des plus

fortes pressions, et le terrain peut tre en partie remani lors de la construction de l'ouvrage, cette

zone doit donc tre contrle et traite soigneusement.

2. Stabilit :

Les barrages sont soumis aux efforts lis l'action de l'eau :

- la pression hydrostatique sur les parois en contact avec la retenue

- la pression dynamique exerce par les courants d'eau

- la pression interstitielle des eaux d'infiltration dans le sol de fondation (sous pression) qui non

seulement rduisent les actions de contact du sol sur son support mais rduisent aussi la rsistance de

ces terrains.

On doit prendre en compte le poids propre du barrage et les actions de liaison du sol de fondation.

On devra vrifier :

- la stabilit d'ensemble de l'amnagement (barrage et massif de fondation) qui dpend des qualits

du massif de fondation

- la stabilit propre du barrage sous l'ensemble des actions extrieures.

- la stabilit interne du barrage sous les sollicitations.

3. Equipements :

a. Equipements de scurit et d'entretien :

Il s'agit de prises d'eau commandes par des vannes et protges par grilles permettant d'vacuer

rapidement tout ou partie de la retenue. Le problme est d'viter les dgradations, dues la puissance

de l'coulement, aussi bien pour l'ouvrage que pour les rives en aval de l'ouvrage.

vacuateurs de crue :

Il s'agit de trop plein permettant de limiter le niveau

d'eau dans le barrage lorsque le dbit d'alimentation

devient trop important. L'vacuation se fait par le

haut du barrage soit le long d'un canal l'air libre o

une partie de la puissance sera consomme par les

remous, soit par-dessus le barrage o une partie de

l'nergie est absorbe par frottement et pulvrisation

dans l'air.

vidanges de fonds :

Il s'agit de prises d'eau situes au point bas du barrage

permettant la vidange pour l'entretien. Les conduites

traversent le plus souvent le barrage. Pour viter la

cavitation(1), qui entranerait une rosion importante

des conduites, on utilise des formes trs progressives

et des parois les plus lisses possibles (blindages

mtalliques). En sortie, on cherche rduire la vitesse

de l'coulement par largissement des conduites et

ventuellement projection dans l'air.

b. Equipements hydrolectriques :

Les quipements hydrolectriques peuvent se dcomposer en 3 parties:

- une partie d'quipement hydraulique concernant la circulation de l'eau.

- une partie de transformation d'nergie (turbine, alternateur)

- une partie lectrique concernant la transformation et le transport de l'lectricit.

Les prises d'eau doivent tre convenablement protges (criblage, dessablage) pour viter la

dgradation des quipements.

Les conduites forces doivent tre trs rsistantes avec des parois trs lisses pour limiter les

pertes de charge et les cavitations. L'ensemble des quipements hydrauliques est quip de vannes et de

dispositifs de rgulation des pressions et des dbits.

c. Equipements de circulation :

Les barrages sont quips de galeries permettant les accs aux quipements hydrauliques et

lectriques et permettant l'auscultation et le contrle du barrage.

Pour permettre la navigation fluviale, des cluses ou canaux de drivation peuvent tre

amnags (exceptionnellement on peut utiliser des ascenseurs bateaux pour de fortes

dnivellations).

Pour favoriser la circulation des poissons migrateurs (saumons), on quipe les barrages de

passes poissons (canaux faible vitesse d'coulement).

Il est trs frquent que les barrages soient utiliss comme voie de circulation en crte, on

quipe donc le sommet d'une chausse et des dispositifs usuels de scurit.

III. Type :

Le principe gnral d'un barrage est de barrer une valle, plus ou moins encaisse, pour

accumuler l'eau. Cette accumulation peut avoir plusieurs objectifs. Leurs caractristiques

gomtriques et le principe de leur conception permettent aussi de regrouper les barrages en grandes

familles.

On distingue donc, de faon schmatique, divers types de barrages :

Suivant leur fonction, sachant qu'un mme ouvrage sert le plus souvent plusieurs fonctions :

Accumulation d'eau restitue pour la production d'nergie, l'alimentation en eau ou l'irrigation ;

Rgulation d'un cours d'eau pour la navigation ou la gestion des crues et des tiages.

Suivant leurs caractristiques gomtriques :

Barrages rservoirs, de grande hauteur ;

Barrages au fil de l'eau, sur le cours d'une rivire.

Suivant leur conception :

Barrages poids, pour lesquels, comme leur nom l'indique, c'est la masse de l'ouvrage qui

s'oppose la pression de l'eau ;

Barrages voutes, pour lesquels la pression de l'eau est transmise par l'ouvrage sur les parois

latrales.

Selon la nature du matriau de construction utilis :

On classe les barrages selon 2 grandes familles :

1. Les barrages en remblai :

--dire compressibles. Tous les barrages en terre peuvent tre considrs

comme des barrages-poids --

- homogne,

- noyau,

- masque.

Un barrage en

terre est dit ho

dominante argileuse, relativement

impermable. Selon les ouvrages, la

pente des talus sera plus ou moins

forte, en fonction notamment des

caractristiques du matriau employ.

Dans un b

onstitu de la terre

des enrochements. Ceux-ci sont alors employs pour raliser le corps du barrage, tandis que

-

mme, ct amont.

2. Les Barrages en bton :

deux principaux types : - les barrages poids, - barrages

contrefort et votes multiples, variantes des deux premiers.

Comme son nom

fonction des proprits de rsistance

du matriau, la forme triangulaire

impose.

barrage-

central sur les rives, permettant de construire des ouvrages moins volumineux, performance gale.

des caractristiques mcaniques leves afin de supporter celui-ci.

multiple Les

autres formes de barrages votes sont des variantes

des deux premiers types. Le barrage contrefort est

votes multiples, quant lui, repose sur des appuis

trop grande porte spare

Les barrages se subdivisent comme suit :

IV. Critre de choix de type de barrage :

Le choix du type de barrag

nombre

garantissant le plus haut

deg ge et le chantier.

Les critres principaux prendre en compte sont :

1. La forme de la valle :

:

a. Canyon ou gorge : valle encaisse avec des flancs presque verticaux

Le barrage- gologie et l intgration des ouvrages annexes le permettent. Si la

largeur est presque constante sur tout la hauteur un barrage voute cylindrique peut tre envisag

Si les crues sont importantes

b. Valle troite en V :

Le barrage voute peut tre intgration des ouvrages annexes le permettent

critres topographiques doivent tre

vrifis :

doivent tre parallles ,

voire lgrement convergentes.

La gologie doit tre adquate (rsistance,

fracturation, pendages).

Le barrage-poids et le barrage en enrochement a

masque amont son galement envisageables

Le barrage en enrochement noyau central est proscrit, du fait de pente importante des flancs

(tassements diffrentiels et risque de fissuration du noyau).

c. Valle troite en U :

Le barrage-voute peut tre annexes le

permettent.

critres topographiques doivent tre vrifis :

Les courbes de niveau du rocher

tre parallles

de valle, voire lgrement

convergentes

La gologie doit tre adquate

(rsistance, fracturation, pendages)

Le barrage-poids et le barrage en enrochement masque amont sont galement envisageables alors

que le barrage en enrochement noyau central est proscrire, pour les mmes raisons que dans le

cas prcdent.

d. Valle large :

du barrage est trs important, liminant le barrage-vote. Tous les autres types de

barrages peuvent tre envisags pour autant que les autres critres de choix soient satisfaits.

2. La sismicit :

Les types de barrages les plus rsistants aux sollicitations dynamiques sont :

Les barrages-votes et les barrages poids-votes, de par leur hyperstaticit.

Les barrages en enrochement noyau central argileux, de par leur capacit supporter de

grandes dformations.

Les barrages a contreforts ne supportent que peu les sollicitations transversales, de par la forme

mme de la structure.

Les barrages en enrochement masque amont posent le problme de la frag

3. La gologie :

On peut classer la golog catgories suivantes :

a. Rocher de bonne qualit :

R > 8000 MPa ;

Les galeries de reconnaissance sont creuses presque sans mesures de soutnement

Un tel rocher convient tous les types de barrages.

b. Rocher de moyenne qualit :

R compris entre 4000 et 8000 MPa ;

Les galeries de reconnaissance sont creuses sans mesures de soutnement.

Un rocher de moyenne qualit permet tous les types de barrages sauf les barrages votes pour

lesquels les contraintes la fondation sont trop importantes. La tenue du rocher doit tre tudie

minutieusement pour vrifier que les dformations de fondation seront supportes par le barrage. Un

comportement homogne de la fondation est trs important.

c. Rocher de mauvaise qualit :

R < 4000 MPa ;

Le creusement des galeries de reconnaissance ncessite des mesures de soutnement

particulires.

La dformabilit du rocher est trop grande pour y fonder une structure rigide comme un barrage

en bton. On prfrera sur ce type de terrain un barrage en remblai, noyau ou ventuellement

masque amont.

d. Sol meuble :

Seuls les barrages en remblai noyau peuvent supporter la dformabilit de tels sols. Une

attention particulire tanchit de la retenue dans la fondation sous le

barrage.

4. La disponibilit des matriaux de construction :

Quel que barrage ncessite la mise en place de grandes

quantits de matriaux. Les cots de construction sont fortement influencs par le prlvement, le

proximit immdiate du site ; et les frais de traitement des matriaux doivent tre optimiss.

La quantit et la qualit des matriaux disponibles doivent tre suffisantes pour rpondre aux

spcifications exiges pour chaque type de barrage.

5. Les conditions climatiques :

Les conditions climatiques influencent de manire excutions

g barrage peut galement tre influence.

6. Les crues maitriser :

La problmatique de la crue de dimensionnement est un point particulirement sensible du

projet de barrage, de par le critre incertain et probabiliste des valeurs retenues. Le choix du type est

directement dpendant de cette problmatique. Les barrages en bton peuvent supporter sans

dommages excessifs un ventuel dpassement des dbits de dimensionnement et donc un

dversement par-dessus le couronnement. Par contre le dversement par-dessus le couronnement des

barrages en remblai serait catastrophique ge et des dgts

stabilité d'un barrage en remblai

Documents