Présentation - GEOLOGIE DES BARRAGES - 2017 PDF [PDF]

Zitiervorschau

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Qu’est ce qu’un barrage?; Différents types de barrages; Organisation des études; Objet des études géologiques et géotechniques:    

 

identification et choix du site de barrage ; travaux de reconnaissance; adaptation du projet au site choisi, avec notamment le choix du type; suivi géologique des travaux de construction du barrage.

Principaux moyens de reconnaissance Géologie et travaux de génie civil

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Un barrage est un ouvrage, le plus souvent artificiel, transformant généralement une vallée en un réservoir d'eau. Les barrages servent principalement à: la régulation des cours d'eau,  l'alimentation en eau des villes,  l'irrigation des cultures ,  et à la production d'énergie électrique. 

A l'aval d'une cuvette qui doit être géologiquement étanche, le barrage est constitué : d'une fondation, étanche en amont, perméable en aval ;  d'un corps, de forme et de conception variable (poids, voute, à contrefort, mobile) ;  d'ouvrages annexes (évacuateurs de crue, vidanges de fond, prises d'eau ...). 

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Le barrage-poids : C’est un barrage béton. Il possède un profil triangulaire. La stabilité du barrage-poids sous l'effet de la poussée de l'eau est assurée par le poids du matériau.

Ce type de barrage convient bien pour des vallées larges ayant une fondation rocheuse. La photo représente le barrage de Tamesna sur oued Lmaleh dans la région de Settat.

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Le barrage-voûte

:

Il est généralement en béton dont la forme courbe permet un report des efforts de poussée de l’eau sur les rives rocheuses de la vallée. Ce type de barrage convient bien lorsque la topographie permet de fermer la vallée par une forme arquée de longueur réduite. La photo représente le barrage de St-Pierre-Cognet, situé dans le département de l’Isère (38).

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Le barrage à contreforts : Il est constitué d’une :  une série de murs parallèles, généralement de forme triangulaire, plus ou moins épais et plus ou moins espacés (les contreforts);  une bouchure entre les contreforts transmettant à ceux-ci la poussée de l'eau. Il est bien adapté aux vallées larges avec une fondation rocheuse de bonne qualité.

La photo représente le barrage de Grandval, situé dans le département du Cantal (15).

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Barrage de Matemale dans les Pyrénées Orientales (66) :

Le barrage en terre homogène : C’est une digue en remblai constituée d'un seul matériau meuble suffisamment imperméable pour assurer à la fois l'étanchéité et la résistance. Sa structure est souvent complétée par des dispositifs de drainage comme le montre le schéma ci-contre. Il est bien adapté aux sites ayant une fondation déformable. 9

Barrage de Serre-Ponçon dans les Hautes Alpes (05) :

Le barrage zoné : Il est constitué de plusieurs types des matériaux disposés de façon à assurer séparément les fonctions de stabilité du barrage et d’étanchéité.

Le découpage du corps du barrage en matériaux différents est appelé zonage. Il permet de faire de grandes économies dans les volumes mis en oeuvre et d'utiliser au mieux les matériaux disponibles sur le site.

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Les études de barrages progressent par étapes, allant du général au particulier.

3 stades principaux peuvent être distingués

Etude préliminaire

APS

• Fixation des •Faisabilité tracés et •Variantes implantations possibles des ouvrages •Degré de • Précise la consistance des difficulté travaux •Estimation • Établit le Px de financière revient •1/25 000Etude à • Travaux de 1/50 000préliminaire reconnaissance

APS

APD

APD

•Dessains d’exécution •Rédaction du DAO •Études géolo et géot détaillées •1/100



Etude préliminaire ou de factibilité  elle détermine si le projet est réaliste, réalisable, et à quelles conditions;  elle doit fixer les variantes possibles, donner une idée approximative des principaux ouvrages appuyée sur des schémas de principe;  elle peut définir le degré de défficulté et produire une estimation financière  utilisation des des documents existants (échelle 1/25 000 à 1/50 000) 12



Avant Projet Sommaire (APS)  Il fixe définitivement les tracés et implantations des ouvrages  Il précise la consistance des travaux  Il établit le prix de revient probable de la construction  Réalisation des travaux de reconnaissance géologique et géotechnique  Emploi des échelle 1/500 à 1/5 000

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



Avant Projet Détaillé (APD)  Établissement des plans d’exécution  Rédaction des dossiers d’appels d’offres  Réalisation des travaux de reconnaissance ponctuels et de détails  Emploi des échelle d’investigations 1/100 au 1/50 Étude et suivi d’exécution  Mise à profit pour compléter les informations  Contrôler les résultats et ajuster la réalisation aux données du terrain

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• Adaptation de l’ouvrage au site • Stabilité des versants •Stabilité de la zone de fondation • Effets de la sismicité régionale • Étanchéité du site et de la retenue • Apports solides • Recherche des matériaux de construction • Ouvrages annexes

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•Adaptation de l’ouvrage au site •Stabilité de la zone de fondation et des versants

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•Effets de la sismicité régionale

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•Étanchéité du site et de la retenue

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•Apports solides

•Recherche des matériaux de construction

•Ouvrages annexes

Morphologie de la vallée Canyon

vallée étroite

ou gorge

en U

•vallée encaissée avec des flancs presque verticaux •=>le barragevoûte s'impose.

•Le barrage voûte peut être envisagé si la géologie et l'intégration des ouvrages annexes le permettent •Le barragepoids et le barrage en enrochement à masque amont sont également envisageables.

vallée large •élancement du barrage est très important, éliminant le barrage voûte. •Tous les autres types de barrages peuvent être envisagés pour autant que les autres critères de choix soient satisfaits.

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•Adaptation de l’ouvrage au site •Stabilité de la zone de fondation et des versants

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•Effets de la sismicité régionale

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•Étanchéité du site et de la retenue

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Les effets verticaux plus au moins importants, exercés sur la roche d’appui de l’ouvrage, peuvent mobiliser des volumes de matériaux d’une importance variable; Les infiltrations à partir de la retenue peuvent développer des pressions interstitielles et des vitesses de circulation de l’écoulement, qui peuvent déclencher des phénomènes indésirables dans la fondation (renard, glissemnt …)

•Apports solides

•Recherche des matériaux de construction

Nécessité d’une étude approfondies dans ces zones => travaux de reconnaissance

•Ouvrages annexes

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•Adaptation de l’ouvrage au site

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•Stabilité de la zone de fondation et des versants

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•Effets de la sismicité régionale

•Étanchéité du site et de la retenue

•Apports solides

•Recherche des matériaux de construction

•Ouvrages annexes

Le choix du type de barrage à édifier se fait en fonction de la sismicité et des mouvements de l’écorce terrestre de la région: Les plus résistants aux sollicitations dynamiques sont : Les barrages-voûtes et les barrages poids-voûtes, de part leur hyperstaticité. Les barrages en enrochement à noyau central argileux, de part leur capacité à supporter de grandes déformations. Les Barrages poids: résistance aux sollicitations horizontales transversales est faible. Améliorée si les joints sont remplis de coulis de ciment et si ces joints présentent une surface supportant le cisaillement (joints avec des décrochements). Les barrages à contreforts: peu résistant pour les sollicitations transversales, mieux avec l'élargissement des âmes des contreforts à l'aval pour les rendre jointives. Les barrages en enrochement à masque: l'élément étanche est fragile. 19

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•Adaptation de l’ouvrage au site

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•Stabilité de la zone de fondation et des versants

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•Effets de la sismicité régionale

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•Étanchéité du site et de la retenue

Site du barrage: Le lieu où les gradients hydrauliques sont les plus élevés Envisager l’étanchéité du site

• Traitement par drainage • Traitement par injection

•Apports solides

Cuvette : •Recherche des matériaux de construction

Exutoires en aval favorisant un écoulement de l ’eau (terrains calcaires karstiques)

•Ouvrages annexes

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•Adaptation de l’ouvrage au site

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•Stabilité de la zone de fondation et des versants

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•Effets de la sismicité régionale

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•Étanchéité du site et de la retenue

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•Apports solides

•Recherche des matériaux de construction

Constituent la charge solide d’un cours d’eau qui se sédimentent dans la retenue et entraine son envasement

Phénomène déterminant la durée de vie du barrage Estimés à partir du débit annuel moyen d’un cours d’eau et la charge solide moyenne qu’il transporte

•Ouvrages annexes

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•Adaptation de l’ouvrage au site

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•Stabilité de la zone de fondation et des versants

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•Effets de la sismicité régionale

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•Étanchéité du site et de la retenue •Apports solides

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•Recherche des matériaux de construction

•Ouvrages annexes

Matériaux de construction

 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! Reconnaissance à proximité du site de mtx convenables à la fourniture de 1,5 à 2 fois la qté nécessaire 22

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•Adaptation de l’ouvrage au site

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•Stabilité de la zone de fondation et des versants

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•Effets de la sismicité régionale

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•Étanchéité du site et de la retenue

Évacuateur de crues Vidange de fond

•Apports solides 5

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Dérivation provisoire •Recherche des matériaux de construction

•Ouvrages annexes

Leur implantation en souterrain ou à l’air libre nécessite une étude géologique et géotechnique appropriées 23

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Il complète les

investigations géologiques de surface; Le géologue doit savoir les utiliser à bon escient et en tirer le max des renseignements: les buts poursuivis soient clairs; l’implantation des reconnaissances soit judicieuse; le travail soit correctement exécuté.

Méthode d’observation du terrain, soit en place, soit à l’aide d’échantillons

Méthodes de mesure in situ basées sur la mesure d’une propriété physique d’un terrain

Tranchées, puits, galeries et sondages de reconnaissance

Essais géophysiques, mécaniques, mécaniques et hydrauliques

Considérés comme prolongement en profondeur de la géologie de surface

Coût moins élevé Remaniement du terrain moindre

• Recherche d’un substratum sous une couverture peu épaisse • Définition de l’épaisseur d’altération • Levé d’une coupe géologique • Prélèvement d’échantillons pour essais de laboratoire

• Conviennent à tous les cas • Rapidité d’exécution est grande et prix de revient est faible • Souplesse d’emploi est considérable

objectifs

Avantages

Tranchées et puits Domaine d’application • Études de fondations • Recherche de matériaux meubles • Etudes de sites de barrages

inconvénients •La cohésion insuffisante du terrain peut imposer un soutènement (perte d’information, augmentation du délai d’exécution et du coût) •Présence à faible profondeur d’une nappe interdit généralement le travail au dessous de certaine cote

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Puits de reconnaissance réalisé au niveau de l’assise de la plinthe Tranchée réalisée pour la reconnaissance de fond de fouille au fond de vallée 26

• Reconnaissance des mauvais terrains leur altération, fracturation et l’épaisseur d’altération • Levé d’une coupe géologique • Prélèvement d’échantillons pour essais de laboratoire • Réalisation des essais in situ (essais aux vérins, essais hydrauliques )

objectifs

Avantages

•Disponibilité permanente des observations •Possibilité de réaliser une très vaste gamme d’essais •Possibilité de réemploi dans les ouvrages définitifs (galerie de DP, de visite ou d’injection)

Galeries Domaine d’application • Reconnaissance des appuis de barrage • Travaux souterrains

inconvénients

• Prix de revient élevé, conditionné par le mode d’exécution, manuel ou mécanisé

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Les sondages mécaniques ont un double rôle: ► Géologique, le sondage permet de compléter la connaissance géologique du sous-sol; ► Géotechnique, le sondage est un moyen d’accès au sous-sol pour le prélèvement d’échantillons intacts pour essais de laboratoire et pour l’exécution des essais in situ Échantillon remanié En terrain meuble

Sondages mécaniques

Faible profondeur Reconnaissance rapide

Prélèvement d’échantillon (zone d ’emprunt, matériaux de construction Reconnaissance profonde

En terrain rocheux

Mise en place d’équipements (piézom, perméabilité, déformation, pression interstitielle …)

Traitement du terrain (injection drainage) Soutènement (ancrage…) Mise en place des charges d’explosifs 28

Tarière à main Φ 60 à 200 mm constitué par une trousse coupante hélicoïdale, solidaire d’une tige, la profondeur d’investigation est de 4 à 5 m  Reconnaissance rapide et prélèvement d’échantillons  Tarière à moteur outil hélicoïdale monté sur camion de Φ 250 à 1200, il peut atteindre une profondeur de 30 m  Reconnaissance rapide de volumes importants de terrains meubles (terrassement, zone d’emprunt)  Sondage par abattage méthode la plus courante utilisée pour ces terrains, il s’agit d’un tubage métallique enfoncé dans le sol par battage à l’aide d’un mouton. Le sédiment est isolé à l’intérieur du tube et extraite par un outil adapté (soupape, benne preneuse)  Reconnaissance géologique des zones d’emprunt des matériaux de construction, fonçage des puits d’exploitation hydraulique…

En terrain meuble



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Sondages destructifs



Technique utilisée pour l’abattage des roches massives, étant donné sa rapidité d’exécution, plus facile à réaliser que le sondage carotté et son coût peu élevé. l’observation de la vitesse d’avancement de la tête d’outil permet de déterminer la présence ou non de bancs durs. utilisés pour mettre en place soit des piézomètres soit des sondes pour des essais de sols plus élaborés (sonde pressiométrique, tubage PVC pour des diagraphies γrai). Pour des forage d’une profondeur supérieure à 15 m au moins il peut être intéressant d’employer un marteau fond de trou. Ce matériel relativement lourd à mettre en place exige entre autre un compresseur de forte puissance. Le délai d’exécution du forage est néanmoins nettement plus rapide qu’avec les tricônes et trilames.

tricône

trilame

marteau fond de trou

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

couronne très résistante qui isole un cylindre de sol, carotte, du reste du terrain, et à remonter cette carotte à la surface pour examen géologique ou essais de laboratoire,

Outils utilisés  couronne : L’outil de base qui, par rotation et pression, découpe la carotte est la couronne. On distingue: Couronne diamantée : (sondage en roches très dures ou fracturées). o La couronne à profil semi-circulaire, la plus répandue, particulièrement recommandée pour les forages difficiles ; o La couronne étagée permettant d’obtenir des vitesses de pénétration très intéressantes. l’utilisation possible en terrain tendre de couronnes serties de fragments de carbure de tungstène  Carottiers L’ensemble, couronne, manchon aléseur, se vise sur le carottier ; Il existe trois types de carottiers : o Le carottier simple correspondant à un simple tube ; o Le carottier double constitué d’un tube intérieur immobile qui contient la carotte et d’un tube extérieur qui tourne en entraînant la couronne, carottier très utilisé; o Le carottier à câble constitué par un tube intérieur verrouillé en cours de forage dans le tube extérieur et pouvant être remonté au moyen d’un grappin manœuvré par un câble relié à la machine.

Sondages non destructifs



A : couronne diamantée semi circulaire (grès, granite) B : couronne diamantée en profil étagé (calcaire) C : Eclats de carbure de tungstène (marne) D : Prismes de carbure de tungstène (argile)

schéma structuré d'un carottier double et extracteur de la carotte

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Les carottes (et les cuttings) récupérés doivent bien rangées dans des caisses, stockées et conservées durant toute la durée des études et d’exécution. Ces carottes sont photographiées et levées par un géologue pour compléter les connaissance acquise à partir des levées de surface, il s’intéresse surtout à:  la description lithologique: faite à l’aide des figurés géologiques conventionnels  La fracturation et altération: % de récupération, RQD  frgments carottés  10cm longueur réelle carottée  Les propriétés hydrauliques Ces renseignements sont portés sur une formulaire, appelée log du sondage. RQD

Qualité du massif

° d’altération

Qualité du massif

0-25%

Très mauvais

0

Rocher sain,

25-50%

Mauvais

1

Enduits dans les joints

50-75%

Moyen

2

Auréole d’oxydation,

75-90%

Bon

3

90-100%

Excellent

4

Altération dans la masse, structure reconnaissable, Altération dans la masse, structure non reconnaissable.

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Log du sondage

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35

Il existe différentes méthodes utilisées pour détecter et comprendre la présence de l’eau en sous-sol: La piézométrie et la mesure des pressions interstitielles; La mesure des perméabilité par:  L’essai de pompage  L’essai Lefranc  L’essai Lugeon plus souvent utilisé pour la mesure des perméabilité au rocher





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Utilité Réside dans la préparation des projets de voile d’étanchéité par injection de coulis sous les ouvrages hydrauliques (barrage…) Principe Il consiste à mesurer les absorptions d’eau en divers points d’un même site sous des paliers de pressions croissantes et décroissantes PM/3, 2PM/3, PM, 2PM/3, PM/3. Le coefficient d’absorption est appelé par la suite unité Lugeon (UL) Calcul du coefficient d’absorption en unité Lugeon Les valeurs obtenues sont reportées sur un graphique en f(pression efficace), l’unité Lugeon correspond à l’absorption normalisée sous 10 bars de Pe.

Pe  P0   w .H  Pc

a. b. c. d. e. f.

Ecoulement turbulent Décolmatage Colmatage Débourrage en pression Bourrage en pression Ouverture élastique des fissures 36

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Fondations; Stabilité

des versants; Aperçu général sur les méthodes de traitement et d’amélioration des propriétés géotechniques du sous-sol; Recherche des matériaux de construction.



Les principes généraux de l’étude des fondations consistent à:

› Choisir le type de fondation le mieux adapté au

contexte; › Définir le mode d’exécution; › Dimensionner correctement les organes porteurs



Le dimensionnement d’une fondation doit répondre à un double impératif: › Permettre la transmission d’efforts avec la

résistance à la rupture du terrain (notion de capacité portante) › Limiter l’importance des tassements (notion de tassement différentiel) 38

39

40

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Le mouvement d’un terrain peut être naturel, risquant d’affecter un ouvrage futur, il peut être provoqué par des travaux ou survenir à l’improviste pour une raison fortuite ou non

L’étude géologique et géotechnique sont les plus souvent motivées pour la recherche de remèdes pour obtenir la stabilisation

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

Les dispositifs de drainage il s’agit du procédé de traitement le plus efficace pour le glissement des terrains meubles et remaniés. il consiste à creuser un trou et l’équiper d’un drain (tuyau plastique souple et poreux protégé de l’invasion de fines par de fibres synthétiques.

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

Les terrassements

Les conditions de stabilité étant directement liées à la pente du terrain, le terrassement reste le moyen d’action le plus naturel. On peut distinguer trois groupes de méthodes de stabilisation par terrassement : les actions sur l’équilibre des masses : allègement en tête, remblai en pied les actions sur la géométrie de la pente : purge et reprofilage les substitutions partielles ou totales de la masse instable.

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Amélioration des caractéristiques mécaniques des sols argileux  Traitement et amélioration des massifs rocheux et de certains milieux pulvérulents  Protection contre les effets développés par l’eau souterraine 

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

La structure cristalline des argiles et les possibilités de liaisons permettent la fixation d’eau au niveau de la molécule ou de la particule. On distingue généralement: › L’eau de réseau ou de constitution;

› L’eau interfeuillets => gonflement des argiles; › L’eau interstitielle (eau liée), elle joue le rôle de liaison entre les particules. 46



Les moyens d’amélioration des propriétés mécaniques des argiles: › Le traitement à la chaux;  Méthode utilisée en géotechnique routière;  Un traitement temporaire CaO+H2O Ca(OH)2+15 490 cal › Le traitement au ciment;  Le sol est remanié de manière à donner des blocs qui seront enrobés de ciment, compactés et hydratés le ciment après sa prise confère de la résistance au sol traité 47



Les moyens d’amélioration des propriétés mécaniques des argiles:

Compactage de remblai de barrage à l’aide d’un compacteur dynamique

› Le compactage  Opération qui consiste à diminuer l’indice des vides d’un sol augmenter ses densités et caractéristiques mécaniques;  Le compactage dynamique permet l’amélioration in situ des caractéristiques de volumes de matériaux importants (remblais de grandes dimensions) 48

Les massifs rocheux et les milieux pulvérulents ne peuvent supporter certains efforts sans rupture.  divers techniques sont susceptibles de remédier à cet effet, on distingue :  les injections et les ancrages

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les injections Injecter un solide poreux consiste à en obturer les vides à l’aide d’un produit approprié (coulis). Les buts visés:  Rendre impossible la circulation de l’eau;  Conforter le milieu en provoquant ou en renforçant sa cohésion et sa résistance à la déformation;  Établir une liaison étroite entre le milieu naturel et une structure bétonnée

a.

50

a.

les injections

La réalisation correcte et efficace d’un écran d’injections nécessite de très nombreux facteurs soient pris en considération. Il convient de déterminer : Le type et l’ordre de grandeur de la perméabilité, sa répartition en volumes; La hauteur ou la forme de l’écran; L’espacement des forages Les pressions d’injection, etc. 51

L’eau est considérée, à juste titre, comme l’adversaire le plus redoutable de l’ingénieur de travaux de chantier. Dans la pratique deux possibilités s’offrent aux ingénieurs sur chantier:  Modifier suffisamment le réseau d’écoulement pour limiter ou éliminer les inconvénients dus à l’eau (drainage, électro-osmose, pompage);  Empêcher carrément son irruption sur le chantier par l’exécution d’écrans étanches 52

Le drainage Son but essentiel est de modifier suffisamment l’écoulement pour abaisser les pressions interstitielles dans le terrain dont il convient d’améliorer la stabilité. Les revêtent des formes diverses: tranchées revêtues de pierres ou remplies de caillasse très perméable, munies d’un collecteur crépiné en plastique; Dans certains milieux de très faible perméabilité, on recourt à des drains ou pieux de sable; Au rocher, on utilise généralement des forages non tubés (réseau de drainage à l’aval de l’écran d’étanchéité: cas des barrages)

a.

53

Le rabattement Technique utilisée lorsque des fouilles doivent être descendues sous la surface d’une nappe. Principe: Il s’agit de provoquer la formation, à l’emplacement de la fouille, d’un cône de rabattement suffisant pour pouvoir exécuter les travaux "hors d’eau" .

a.

Épuisement direct par la réalisation d’un puisard (Cas de graves propre)

Puits d’infiltration (400 à 600 mm) à la périphérie de la future fouille. Ils permettent le pompage à débit élevé à l’aide d’une pompe immergée

Points filtrante de faible diamètre (40 à 100 mm) la périphérie de la future fouille. L’évacuation de l’au se fait par aspiration 54

a.

La réalisation d’écrans étanche

Les ridaux de palplanches Les rideaux de pieux jointifs Les parois moulées

55

56

57

Les principaux objectifs fixés aux recherches sont les suivants: Découvrir la meilleure qualité possible; Rechercher l’homogénéité du gisement: Minimiser les frais de mise en exploitation; Examiner les possibilités de remise en état des lieux. 1.

Granulats à béton

Les granulats destinés à la confection du béton doivent être durs, homogènes et non gélifs, non µfissurés, inaltérable à l’air libre ou à l’eau et exempts de corps étrangers, de matière organique, de terre. Ils doivent avoir un LA 75. •%< 0.08 mm est inférieur à 6% •Le sable pour les bétons pourront avoir une teneur en fines atteignant jusqu’à 10%, (VB < 1%).

c. Essais Los Angeles Consiste à mesurer la quantité d’éléments inférieurs à 1,6mm produite en soumettant le matériau aux chocs de boulets normalisés et aux frottements réciproques dans la machine Los Angeles On exige pour les granulats à béton des barrages un LA < 30 %.

Floculât h2

Es = 100 ( h2 / h1

Sable h1

Coefficient Los

Angeles (LA)

Caractérisation

< 15

Très bon à bon

15 à 20

Bon à moyen

20 à 30

Moyen à faible

> 30

Médiocre 59

d. ESSAI DEVAL C’est aussi un essai de dureté qui a le même principe que l’essai Los Angeles. Il s’effectue par voie sèche ou par voie Humide sur des éléments de 2 à 5cm et un poids de 7000 + 5g. On mesure les inférieurs à 1,6mm après le frottement dans la machine Deval. On exige pour les enrochements des barrages un Dhumide > 4 et un Dsec > 7. Coefficient Deval humide

Caractérisation

(Dhumide) > 6

Très bon à bon

4 à 6

Bon à moyen

3 à 4

Moyen à faible

< 3

Médiocre

60

d. ANALYSE CHIMIQUE Teneur en matière organique< à 0,1% Teneur en soufre totale SO3 =4; Le % ( sol expansif Indice de compressibilité Cc; Cc sol incompressible

Indice de perméabilité. Pour l’étanchéité de la digue, on cherche à avoir une perméabilité de 10-7 à 10-9 m/s

66

67

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Depuis décennies, une technique nouvelle est apparue dans le domaine des barrages : le béton compacté au rouleau ou B.C.R. ou R.C.C (Rolled Compacted Concrète) Elle est innovante tant pour le matériau que pour sa mise en œuvre. Le matériau est composé de granulats, d'eau et de liants hydrauliques mis en place comme un remblai, essentiellement à l'aide des matériels classiques de terrassement, que ce soit pour son transport (camions), sa mise en place en couches compactées à l’aide d’un rouleau vibrant lourd Cette technique s'inspire donc à la fois des procédés de construction des ouvrages poids en béton pour le dimensionnement de l'ouvrage et le matériau et des ouvrages en terre ou enrochements pour l'exécution du chantier. Ses gros intérêts sont: sa rapidité d'exécution faible

coût de mise en œuvre

réduction

de la probabilité d’occurrence des crues pendant les travaux (Economiser dans les ouvrages de dérivation) gain

d’une période pluvieuse

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La faible teneur en eau à la mise en œuvre permet ainsi de diminuer le retrait hydraulique du béton et d'améliorer sa résistance à long terme, Le matériau, fabriqué dans des centrales à béton classiques ou à malaxage continu à gros débit, est acheminé sur l'ouvrage par camion benne ou bande transporteuse. Il est étalé au bouteur en couches minces de 0,30 à 0,50 m. L'épaisseur des couches est déterminée par des contraintes d'efficacité de compactage et de cadences de chantier.

70

Le

profil du barrage en BCR peut avoir une forme géométrique triangulaire avec un parement amont vertical ou une forme trapézoïdale avec des parements amont et aval inclinés. Le

choix de la largeur de couronnement doit permettre la mise en place mécanique du BCR. le

profil retenu doit répondre aux critères de stabilité au glissement et au renversement et les contraintes admissibles doivent être respectées.

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Plus hautes eaux 1153.50 1147.50

Retenue normale

BCR Galerie de visite et d’inspection

Voile d’étanchéité

Voile du drairange

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La réalisation des barrages en remblais a connu un grand succès grâce aux améliorations réalisées dans le domaine des grands engins de terrassement. Un barrage en remblais est souvent réalisé avec des matériaux se trouvant à proximités du site (provenant parfois des travaux d’excavation). Les barrages en terre conviennent lorsque la fondation n'a pas les qualités requises pour des fondations de barrages en béton, ou lorsqu’elle est recouverte d'une épaisse couche d'alluvions qu'il serait trop coûteux d’excaver. Ceci permit de rendre leur réalisation plus économique. Ses gros intérêts sont: sa rapidité d'exécution faible

coût de mise en œuvre

Exigences

topographiques et géologiques moins contraignantes

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Inconvénients ces ouvrages résistent mal à une submersion prolongée importante et par conséquent on doit prévoir un revanche suffisante (notamment pour éviter la submersion par les vagues) et prendre des marges supplémentaires pour l’évacuation des crues. la circulation inévitable de l’eau au travers du barrage fait courir des risques d’érosion interne (entrainement des particules du matériau par l’écoulement) et il convient de s’en prémunir par un choix judicieux des matériaux et une mise en œuvre soignée.

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Plusieurs dispositions ont été utilisées pour améliorer la sécurité de ce type d’ouvrages : dimensionnement des ouvrages d’évacuation - plus de sécurité Prévoir une revanche suffisante vérifier la stabilité des versants de la cuvette (grand glissement prévoir une contre flèche suffisante : compensation des tassements de la digue et de la fondation  protéger le talus amont contre les effets de vagues, et le talus aval et la crête contre l’érosion due aux pluies et aux vents Rabattre le niveau d’eau dans le corps du barrage par la mise en place d’un cordon drainant en pied ou par un drain vertical placé au milieu du barrage et dont les eaux de collecte sont ramenées vers l’aval au moyen d’un tapis drainant.

Différentes étapes de la construction du barrage: Les

barrages en remblais sont construits avec des matériaux naturels locals (terre argileuse, roche, tout-venant…). Cette diversité de matériaux explique les formes diverses et la composition variée de ces ouvrages. Toute la végétation et le sol organique doivent être décapés de la zone d'assise du barrage sur une épaisseur de minimum 50 centimètres afin de mettre à nu une couche de fondation ferme et imperméable L’extraction des matériaux et le mélange des différentes couches prélevées. Les matériaux extraits ne sont à mettre en place directement que si leur teneur en eau est comprise dans la fourchette prévue; sinon une mise en dépôt afin de subir séchage ou humidification peut être nécessaire.

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Différentes étapes de la construction du barrage: Pour

assurer une bonne liaison entre le remblai et les fondations, ces dernières sont compactées à l’aide de compacteur, puis scarifiée avant la mise en place de la première couche de remblai. Le matériau à compacter est réparti suivant une couche plane d’épaisseur uniforme sur une assise ne présentant ni creux, ni bosse, préalablement scarifiée sur une épaisseur de 5 à 10 cm pour assurer une bonne liaison entre les couches et une homogénéité maximale. Lorsque pour une raison quelconque le chantier doit s'arrêter (nuit, pluie, congé…), la dernière couche compactée doit absolument être fermée et présenter une pente permettant l’écoulement naturel de l’eau de pluie éventuelle. Pour contrôler les infiltrations à travers le remblai il est nécessaire de mettre en place un dispositif drainant et filtrant.

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Différentes étapes de la construction du barrage: Préalablement

au démarrage des travaux de remblais du barrage, des planches d’essais sont à réaliser sur les différents types de matériaux constituants le corps de la digue, et ce en vue, d’une part pour le rodage des équipes sur place, et d’autre part, pour fixer les modalités et les paramètres optimaux de compactage des remblais (moyens d’exécution, l’épaisseur, l’énergie de compactage, les teneurs en eau optimales et les densités de référence…).

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