Aménagements hydrauliques

7/29/2019 Amnagements hydrauliques

1/7

Chapitre II Anne universitaire 2011/2012

________________________________________________________M.K.MIHOUBI (Matre de Confrences)1

Chapitre II

AMENAGEMENTS HYDRAULIQUES

II.1 DEFINITION

Les amnagements hydrauliques (barrages) sont destins { stocker de leau dans un

rservoir (retenue), pour cette eau est restitue par les utilisateurs. Ce sont des

investissements onreux, dlicat du point de vue de conception, de leur ralisation et de leur

exploitation. En effet, la ruine de plusieurs barrages { travers lhistoire cest traduit par des

catastrophes, pour la plupart nationales (voir tableau n1). Il est bien vident travers ce

constat, que ce type damnagement hydrauliquenest pas un ouvrage de "confection" mais

toujours un ouvrage sur "mesure" de projection. Dans ce cas ; de tels projet font appel

plusieurs ingnieurs de disciplines techniques divers.

Tableau N1 : Liste des catastrophes de barrages (source :www.hydrocoop.org).

Barrages Date de

rupture

Hauteur

(m)

Volume

Retenue (hm 3)

Nombre de

victimes

Ferggoug (Algrie) 1881 33 30 200

Panshet (Inde) 1961 49 214 1000

Sempor (Indonsie) 1967 60 56 200

Vega de Terra (Espagne) 1959 33 7,3 140Walnut Grove (Etat Unis) 1890 33 11 129

South Fork (Etat Unis) 1889 21 18 2200

Khadakwasla (Inde) 1961 33 137 1100

II.2 BUT

On peut numrer les divers buts dutilisation dun barrage que lon peut retrouver

associ dans un mme ouvrage :

a) Protection contre les cruesb) Alimentation en Eau potable (aprs traitement)c) Irrigation :d) Production de lnergie lectriquee) Besoins industriels : Exemple lusine sidrurgique dEL Hadjarf) Autres besoins :

1. Dilution des eaux uses2. Recharge des nappes artificielles3. Protection contre le charriage et lenvasement4. Pisciculture
http://www.hydrocoop.org/http://www.hydrocoop.org/http://www.hydrocoop.org/http://www.hydrocoop.org/


2/7



II.3- COMPOSITION DUN AMENAGEMENT HYDRAULIQUE (BARRAGE

EN MATERIAUX LOCAUX)

Les principaux ouvrages dun amnagement hydraulique, sont :

La digue Lvacuateur de crues : Les ouvrages de prises deau pour lexploitation du barrage Louvrage de vidange de fond pour la chasse des vases et les vidanges de

barrage

Ce sont les ouvrages apparents qui constituent le barrage. Il ne faut pas oublier

dautres lments importants quon ne distingue pas { premire vue :

Les galeries damen deau et dvacuations Le rseau de drainage Les galeries de visite et de contrles Les lments de contrle : repres topographiques, pizomtres, jauges de

contraintes, pendules, cellules de mesures de pression inertielles.

Lvacuateur de crues, les ouvrages de prise et de vidange de fond constituent les

ouvrages annexes (figure 1). Associ ces ouvrages permanents des ouvrages

temporaires : tels que les batardeaux amont, aval et la drivation provisoire destine

driver les eaux pendant la construction du barrage

Figure 1 : Amnagement Hydraulique

1- Ouvrage de vidange2- Digue3- Evacuateur de crues entonnement

frontal


3/7



II.4- CONDITIONS DE PROJECTION DUN BARRAGE RESERVOIR

(RETENUE)

Un barrage rservoir, doit tre projet sur un site remplissant les conditions

suivantes :

Une topographie caractrise par un resserrement de la valle et cuvette (rservoir)de grande capacit par rapport au volume de la digue. A cet effet, on introduit la notion

defficacit de la cuvette { laide du rapportdfinie comme suit :

C Capacit du rservoirR

V Volume de la digue (barrage)

(II.1)

On admet que pour des retenues collinaires on accorde un coefficient R compris entre 3 10.

Pour un barrage ce rapport peut tre suprieur 12.

des apports liquides satisfaisants une cuvette et des rives tanches un sol de fondation et des appuis de bonne qualit un cot justifiable de manire conomique

Lensemble de ces conditions sont dictes par les tudes bases sur les principaux

lments

topographie du site du barrage hydrologie du bassin versant aspects gologiques et gotechniques du site et lexploration de la zone

demprunt

facteurs sociologiques, conomiques et denvironnement du projet.II.4.1 Facteurs Topographiques

A travers les deux schmas (a) et (b), que pour les mmes hauteurs h et longueurs l, les

volumes deau stockes sont trs diffrents (Figure 2).

Figures 2: Variantes de cuvettes de barrage


4/7



II.4.2 Implantation du barrage

Limplantation de laxe de la digue dun barrage est examiner en prtant une

attention particulire aux choix de laxe de la digue. En effet, un dplacement de quelques

mtres peut avoir des consquences non ngligeables sur le volume des matriaux mettreen place.

Pour rpondre toutes ces questions de coutume, on utilise certains rapports de

comparaison des barrages entre eux, au stade prliminaire de ltude.

Ce rapport caractrise lefficacit quemmagasine un mtre cube pour le volume de

matriaux employ.

II.4.3 Courbes de remplissage des rservoirs (cuvettes)

Cest une courbe trs importante dans la mesure o elle reprsente correctement de la

topographie du site. Cette courbe possde deux limites :

Dune part, la limite suprieure constitue par la cte de retenue normale Dautre part, la limite inferieure, limite de la rserve, destine { laccumulation du

volume des sdiments (volume mort)

On remarque quune variation de hauteur h entrane une variation du volume V, telle que :

V= S*h

S : tant lair du plan deau { la cote h.

La courbe de remplissage a une allure parabolique car S va toujours en croissant quand

on slve sur les rives: les rives svasent et le plan deau sallonge de plus en plus vers

lamont dans la valle. Pour cette raison on peut crire que (figure 3) :

V=* h2

Figures 3: Courbe de remplissage V= f(H)


5/7



Le coefficient0,030,07 selon le type de la valle pour des valles en V ; =0,03 et

pour des valles larges en U ; =0,07.

II.4.4 Facteurs hydrologiques

a)- Remplissage du rservoir :

Il ne suffit pas davoir une bonne cuvette topographique pour avoir un bon barrage-

encore faut-il sassurer quelle pourra tre rgulirement remplie et garantir ainsi le soutirage

dun dbit rgulier.

Le barrage peut stocker les eaux de crues de lanne pour les restituer aux moments o

les besoins sont importants, en t particulirement. Dans ce contexte, on introduit la notion

de calcul de rgularisation annuelle et la rgularisation sur plusieurs annes (interannuelle).

Pour rpondre aux questions poses, il est indispensable davoir une connaissance

parfaite autant que possible du bassin versant, et des caractristiques hydrologiques du cours

deau, qui se rsume comme suit:

Apports annuels- dbit moyen annuel Irrgularit du dbit annuel moyen et mensuel Hydrogramme des crues en fonction des frquences des crues (dcennale,

centennale, . etc.)

Apports solidesb)- Besoins en eau

Le dimensionnement du barrage et son exploitation sont commands par limportance

des besoins { laval, de leur nature et de leurs variations dans le temps. Il faut donc, faire au

niveau pralable des tudes, faire une tude destimation prcise des besoins dont la

satisfaction ncessite la cration du barrage. Leurs variations dans lanne sont connatre

avec prcision. Lalimentation en eau potable ncessite un dbit de soutirage rgulier au cours

de lanne. Cest diffrent pour un primtre dirrigation.

La confrontation des apports et des besoins permet de dterminer la capacit et lahauteur de la digue (barrage).

On appelle dbit rgularis (80% du dbit moyen), le dbit distribuable ou garantie

9annes sur 10 ; la deuxime anne, on aurait 90 chances sur 100 dobtenir 90% de ce dbit

rgularis.

c)- Evaporation des eaux dun barrage

Les pertes par vaporation peuvent tre trs importantes et on doit apporter ce

facteur toute lattention voulue pour viter de srieux problmes (non seulement d { la perte

deau mais galement { laugmentation de la salinit qui peut en rsulter) . Dans certaines

rgions, lvaporation peut atteindre 2000 mm/an.


6/7



En effet, le barrage de Djorf Torba sur loued Ghir la hauteur du barrage a t limite

36 m au dessus des fondations cause de "lautophage", c'est--dire au-del{ dune certaine

cote tout les apports supplmentaires auraient disparu par vaporation

d)- Alluvionnementet envasement dun barrage

La perte de capacit par alluvionnement et envasement est souvent importanteparticulirement dans notre pays. Il est important donc de bien estimer les apports solides

des cours deau. Gnralement les dpts solides se rpartissent en matriaux grossiers,

charris au fond du lit et dlments fins transports en suspension. Les matriaux grossiers

se dposent { lamont de la retenue et forment un delta. Les matriaux fins (sables et argiles)

se dcantent au fond du rservoir et gnral contre la digue (Oued Fodda : 22,6 Mm3).

X.4.5 Facteurs gologiques et gotechniques

a) Travaux de reconnaissanceLtude gotechnique sappuie sur des travaux de reconnaissances pour dterminer la

topographie du site, la nature du terrain, structure, son degr daltration (failles, diaclases) et

ses caractristiques mcaniques. Les divers moyens employs sont ci-aprs :

1- Dcapage et ralisation de fouilles de la zone dimplantation de la digue 2- Sondage mcanique avec des prises dchantillons { des profondeurs de plusieurs

dizaines de mtres.

3- Compagne de reconnaissance gophysique4- Etude mcanique du sol des zones demprunt

b) Mesures des caractristiques physiques du sol :Permabilit : Selon la loi Darcy pour des sols non rocheux (V= k i), ce sujet on peut raliser

deux types dessai qui sont:

Essai LEFRANC pour les sols meubles de permabilits (k10-5 m/s), on pompe dans une

cavit dbit constant q sous charge constante h (rgime permanent) :

q = C. k. h (II.2)

avec :

qK

C.h

La prcision de lessai est au mieux de lordre de 50 %. Cet essai permet de dterminer un

coefficient de permabilit locale.


7/7



-Essai LUGEON : Essai ralis dans des terrains du substratum. Cet essai correspond une

mesure de la capacit dabsorption deau par les fissures, ou micro fissures dun terrain et non

une permabilit au sens hydraulique du terme. Les valeurs obtenues permettent de

caractriser lvolution des fissures sur toute une longueur dun sondage.

Documents

Aménagements hydrauliques