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Barrage
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Royaume du Maroc
Institut Agronomique et Vétérinaire HASSAN II
MEMOIRE DE 3ème CYCLE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLÔME D’INGENIEUR D’ETAT EN GENIE RURAL
Soutenu publiquement par :
Pascal OUEDRAOGO
Devant le jury composé de :
Pr. Abdelilah El GUENNOUNI (D.G.R. IAV Hassan II) Président Pr. El Houssine BARTALI (D.G.R. IAV Hassan II) Rapporteur Mme SOUALHINE (Service Mécanique des sols -S.E.C.E.) Rapporteur Pr. M'hamed TAYAA (D.S.S. IAV Hassan II) Membre Mr. SEFIHETE (Service Eau -D.R.E.R.S.Z.Z) Membre
- Juillet 2003 -
Institut Agronomique et Vétérinaire HASSAN II B.P : 6202 Instituts, 10101 Rabat Tél. : 037 77 17 58 / 59 45 ou 037 77 07 92 Fax : 037 77 81 35 ou 037 77 58 38
Internet : http://www.iav.ac.ma
DIAGNOSTIC ET VOIE DE REHABILITATION DES PETITS BARRAGES EN TERRE AU MAROC
DEDICACES
A mon cher Père et à ma chère Mère qui sont de ma vie, la source et l’essence,
A mes sœurs, mes frères et Mr Maïga pour qui, me
soutenir et me conseiller fut une tâche quotidienne,
A tous mes amis et amies, qui furent pour moi des soutiens indéfectibles,
A mes enseignants à qui je dois mes
connaissances,
Ce travail vous est dédié.
REMERCIEMENTS
J'exprime mes vifs remerciements au Pr. H. BARTALI et à Madame SOUALHINE,
mes deux encadrants pour leur disponibilité, le suivi, les conseils avisés dont j'ai
bénéficié et l'encadrement pour la conduite de ce travail.
Mes remerciements également à l'Agence Universitaire de la Francophonie (AUF) qui
assure le financement du programme CRESA.
J'exprime aussi ma gratitude au Directeur de la Direction des Aménagements
Hydrauliques de m'avoir donné son aval pour la visite des barrages.
Mes remerciements s'adressent à Mr le Directeur de 1a Direction Provinciale de
l'Equipement de Khémisset pour ses efforts consentis et à son Equipe d'exploitation
des barrages Ait Lamrabtia et Arid qui ont soutenu les travaux de ce mémoire;
notamment Mr GOURMA et le chauffeur.
J'exprime aussi ma gratitude à Mr SEFIETE, Chef du Service Eau de la Direction
Régionale de l'Equipement de Rabat-Salé-Zemmour-Zaers pour les facilités offertes
lors de mes visites du barrage Ain Aouda et sa disponibilité qui m'a été d'un grand
apport pour la réalisation de ce travail.
J'exprime également mes sincères reconnaissances au Directeur de la Direction
Provinciale de l'Equipement de Fès et son personnel pour les facilités accordées
pendant mes visites des barrages Blad El Gaada et Mahrez.
De même, mes remerciements s'adressent au Directeur de la Direction Provinciale de
l'Equipement de Sefrou et à l'équipe d'exploitation du barrage Aggay, qui n'ont
ménagé aucun effort pour la visite de leurs barrages.
Aux Professeurs de la Filière de Formation en Génie Rural de 1'Institut
Agronomique et Vétérinaire Hassan II, je témoigne ma profonde gratitude pour les
enseignements qu'ils m'ont donné.
Aux membres du jury, j'exprime ma reconnaissance pour leur participation au
jugement de ce travail et leurs remarques pertinentes pour son amélioration.
Je tiens à exprimer enfin mes sincères remerciements à mes Collègues de l'IAV
Hassan II pour leur soutien et à tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à la
réalisation et la réussite de ce présent document.
LISTE DES ABREVIATIONS
B.C.R: Béton Compacté au Rouleau
D.A.H: Direction des Aménagements Hydrauliques.
D.G.R : Département de Génie Rural
D.P.E.F: Direction Provinciale de l'Equipement de Fès
D.P.E.K : Direction Provinciale de l'Equipement de Khémisset
D.R.E.R.S.Z.Z: Direction Régionale de l'Equipement Rabat-Salé-Zemmour-Zaer
D.S.S : Département des Sciences du Sol
E.D.F: Electricité De France
M.A.R.A.: Ministère de l'Agriculture et de la Reforme Agraire
M.I.I : Ministère de l'Intérieur et de l'Information
M.T.P : Ministère des Travaux Publics
N.G.M : Niveau Général de la Mer
P.H.E : Plus Hautes Eaux
PVC : Polychlorure de Vinyle
R.N.: Retenue Normale
S.E.C.E : Secrétariat d'Etat Chargé de l'Eau
RESUME
La présente étude a consisté à faire une évaluation de l'état de la gestion
et de l'entretien de quelques petits barrages en terre, d'établir un bilan de santé de
ces barrages et enfin de proposer des solutions de réhabilitation pour une
meilleure gestion de ces ouvrages. Pour ce faire, nous avons mené notre étude
sur six petits barrages en terre, en l'occurrence: le barrage Ain Aouda (Temara),
Arid et Ait Lamrabtia (Khémisset), Aggay (Sefrou), Blad El Gaada et Mahrez
(Fès). L'évaluation s'est faite à travers des études sur documents, des visites
d'inspection des sites et des entretiens avec les gestionnaires des barrages
concernés.
Le diagnostic de chaque barrage et ses ouvrages annexes nous a permis
de recenser différentes dégradations qu'on a classé en deux types: les
dégradations majeures et les dégradations mineures. Comme dégradations
majeures on a par exemple les érosions régressives et la défaillance des vannes
constatées sur le barrage Arid et les éboulements du versant de la montagne
bordant le coursier du barrage Aggay. Egalement, nos entretiens avec les
gestionnaires des barrages nous ont permis de relever les problèmes afférents à
leur gestion.
Il ressort de notre étude que les petits barrages souffrent d'un manque
d'entretien et il n'y a pas d'association d'usagers d'eau autour de ces petits
ouvrages. De plus, les communes ne disposent pas de moyens pour couvrir les
frais de réparation des dégradations récurrentes et certains barrages sont
abandonnés dans la nature. L'absence de consigne d'exploitation favorise
l'envasement.
Afin de réhabiliter ces petits barrages, on a proposé un certain nombre de
solutions pour réparer les dégradations observées et des recommandations pour
une meilleure gestion des barrages. Ces recommandations comportent un volet
technique qui indique les tâches à effectuer pour assurer une maintenance des
ouvrages et un volet réglementaire qui est relatif à la création d'une loi sur la
sécurité des barrages.
Mots clés: Petit barrage en terre, Diagnostic, Réhabilitation, Communes, Maroc.
ABSTRACT
The present study aims to make an evaluation of the management and the
maintenance of some small embankment dams in Morocco and to give an
overview thier state in order to come with some solutions for better
management.
As case study, our work was focussed on six small embankment dams, in
occurrence: dam Ain Aouda (Temara), Arid and Ait Lamrabtia (Khémisset),
Aggay (Sefrou), Blad El Gaada and Mahrez (Fes). To make evaluation,
litterature retrivial was done, visits to the sites and interviews with the dams’
managers were organized.
The diagnosis of every dam and its annex structures allowed us to list various
damages of these structures which can be classified on: The Major Damages and
the Minor Damages. For major damages, we can list for instance the regressive
erosions and the blackouts of the gates observed on the Arid Dam, and the
collapsing of the mountain side which lines the Aggay Dam. Furthermore, our
interviews with the managers have reveled problems in the dams management.
The output of our study shows that the concerned small dams are suffering from
a lack of maintenance and there are no water users’ associations or organizations
around these small structures. Furthermore, the municipalities do not arrange
means to cover the expenses of repairs of recurring damages and then certain
dams are abandoned in the nature. Abcsence of the consigne d’exploitation
favorise l’envasement.
To rehabilitate these small dams, we proposed some solutions to repair
damages observed on the dams and recommendations for a better management.
These recommendations contain a technical aspect, which indicates tasks to be
done to assure good maintenance of the structures. For the dams safety we have
recommended a law creation which take into consideration the statutory aspect
of the dam management. Keywords: Small embankment dams, Diagnosis, Rehabilitation, Municipalities, Morocco.
SOMMAIRE
INTRODUCTION GENERALE............................................................................................ 1 PREMIERE PARTIE: PROBLEMATIQUE ET OBJECTIFS DU TRAVAIL......................... 3
I - PROBLEMATIQUE ......................................................................................................... 4 II - OBJECTIFS DE L’ ETUDE ............................................................................................ 5
II.1- Objectif général .................................................................................................................. 5 II.2- Objectifs spécifiques .......................................................................................................... 5 III - CADRE DU TRAVAIL...................................................................................................... 6 DEUXIEME PARTIE: BIBLIOGRAPHIE ............................................................................... 7
CHAPITRE I: GENERALITES SUR LES BARRAGES...................................................... 8 I.1- INTRODUCTION ............................................................................................................... 8 I.2- DEFINITION GENERALE D'UN BARRAGE.................................................................. 9 I.3- DIFFERENTS TYPES DE BARRAGE.............................................................................. 9 I.3.1- Barrages rigides ................................................................................................................ 9 I.3.1.1- Barrages- poids en maçonnerie ou en béton................................................................. 9 I.3.1.2- Barrages à contreforts ................................................................................................. 10 I.3.1.3- Barrages voûtes............................................................................................................ 10 I.3.2- Barrages en remblai ........................................................................................................ 10 I.3.2.1- Barrages en terre.......................................................................................................... 11 I.3.2.1.1- Barrages en terre homogène ..................................................................................... 11 I.4- FACTEURS INFLUENÇANT LE CHOIX D’UN TYPE DE BARRAGE...................... 14 I.5- CLASSIFICATION DES BARRAGES............................................................................ 14 I.6- OBJECTIFS ET BUTS DES PETITS BARRAGES........................................................ 15
CHAPITRE II: ETUDE DE DIMENSIONNEMENT D'UN PETIT BARRAGE EN TERRE ................................................................................................................................. 17
II.1- ETUDE TOPOGRAPHIQUE .......................................................................................... 17 II.2- ETUDES GEOLOGIQUES ET GEOTECHNIQUES ..................................................... 17 II.3- EVALUATION DES BESOINS...................................................................................... 18 II.4- ETUDES HYDROLOGIQUES ....................................................................................... 19 II.4.1- Etude des apports et estimation de la crue de projet ..................................................... 19 II.4.2- Estimation de la crue de projet ...................................................................................... 19 II.4.3- Evaluation des pertes..................................................................................................... 20 II.4.3.1- Pertes par dépôts solides ............................................................................................ 20 II.4.3.2- Pertes par infiltration dans la cuvette ......................................................................... 20 II.4.3.3- Pertes par évaporation ................................................................................................ 20 II.5- DIMENSIONNEMENT DE LA DIGUE......................................................................... 21 II.5.1- Largeur en crête............................................................................................................. 21 II.5.2- Tranchée d’ancrage ....................................................................................................... 21 II.5.3- Pentes des talus et longueur à la base............................................................................ 22 II.6- PROTECTION DES TALUS........................................................................................... 24 II.6.1- Protection du talus aval ................................................................................................. 24 II.6.2- Protection du talus amont .............................................................................................. 24 II.7- ETUDE DE STABILITE ................................................................................................. 25 II.8- DISPOSITIFS DE PROTECTION CONTRE LES EFFETS DE L'EAU ....................... 26 II.8.1- Filtres et drains ............................................................................................................. 26 II.8.2- Etanchéité du remblai.................................................................................................... 27 II.9- OUVRAGES ANNEXES ................................................................................................ 27 II.9.1- Evacuateur de crues:...................................................................................................... 27
II.9.2- Ouvrages de prise et de vidange.................................................................................... 29 II.9.2.1- Vidange de fond ........................................................................................................ 29 II.9.2.2- Prise d’eau .................................................................................................................. 29 II.10- COMPACTAGE DU REMBLAI................................................................................... 30
CHAPITRE III: SURVEILLANCE ET ENTRETIEN DES BARRAGES ......................... 32 III.1- SURVEILLANCE .......................................................................................................... 32 III .1.1- Inspection visuelle ...................................................................................................... 33 III.1.2- Mesures d'auscultation................................................................................................. 33 III.1.3- Essais de fonctionnement............................................................................................. 34 III.2- ENTRETIEN................................................................................................................... 35 III.2.1- Entretien de la retenue ................................................................................................. 35 III.2.2- Entretien des ouvrages hydromécaniques.................................................................... 37 III.3- Impacts des petits barrages au Maroc ............................................................................ 38 III.4 Résultats des études préliminaires.................................................................................... 38
CHAPITRE IV: RISQUES DES BARRAGES .................................................................. 40 IV.1- QUELQUES DONNEES STATISTIQUES................................................................... 40 IV.2-PRINCIPALES CAUSES DE RUPTURE ...................................................................... 41 IV.2.1-Erosion régressive ou renard ........................................................................................ 42 IV.2.2- Pression interstitielle.................................................................................................... 43 IV.2.3- Formation de fissures et glissement des talus.............................................................. 44 IV.2.5- Crues exceptionnelles ................................................................................................. 44 IV.3- CONSEQUENCES D'UNE RUPTURE......................................................................... 45 TROISIEME PARTIE : METHODOLOGIE DU TRAVAIL ET PRESENTATION DES RESULTATS ........................................................................................................................... 46
CHAPITRE I : APROCHE METHODOLOGIQUE ........................................................... 47 I.1- COLLECTE DES DOCUMENTS .................................................................................... 47 I.2- VISITES DES BARRAGES ETUDIES............................................................................ 48 I.3- METHODES ET MOYENS DE DIAGNOSTIC.............................................................. 48 I.4- REHABILITATION.......................................................................................................... 48
CHAPITRE II: PRESENTATION DES BARRAGES ETUDIES ...................................... 49 II.1- GENESE DE LA POLITIQUE DES PETITS BARRAGES ........................................... 49 II.2- DESCRIPTION DES BARRAGES ................................................................................. 50 II.2.1- BARRAGE AIN AOUDA ............................................................................................ 50 II.2.2- BARRAGE AGGAY .................................................................................................... 55 II.2.3 - BARRAGE AIT LAMRABTIA .................................................................................. 58 II.2.4 - BARRAGE DE ARID.................................................................................................. 61 II.2.5- BARRAGE DE BLAD EL GAADA ............................................................................ 64 II.2.6 - BARRAGE DE MAHREZ........................................................................................... 69
CHAPITRE III: RESULTATS DU DIAGNOSTIC ............................................................ 74 A- MODIFICATIONS DE CHANTIER.................................................................................. 74 B- TYPES DE DEGRADATIONS SUR LES BARRAGES.................................................. 75 1- Dégradations majeures......................................................................................................... 75 1.1- Erosion régressive sur le talus aval ................................................................................... 75 1.2- Présence de végétation arbustive sur les corps des barrages ............................................ 77 1.3- Dégradations sur les coursiers .......................................................................................... 78 1.4- Désordres sur l'ouvrage de vidange .................................................................................. 82 2- Dégradations mineures......................................................................................................... 83 2.1- Tassement de la crête ........................................................................................................ 83 2.2- Rupture mur parapet ......................................................................................................... 84 2.3- Déplacement de la protection du talus amont ................................................................... 84 2.4- Désordres impliquant la vidange de fond ......................................................................... 85 2.5- Envasement du Canal de liaison Mahrez- Blad El Gaada ................................................ 85 2.6- Etat des retenues ............................................................................................................... 87
2.7- Dispositifs d'auscultation .................................................................................................. 88 C- PROBLEMES RELATIFS A LA GESTION DES BARRAGES ...................................... 88
CHAPITRE IV: REHABILITATION DES BARRAGES................................................... 92 IV.1- REHABILITATION DES DEGRADATIONS CONSTATEES SUR LES BARRAGES.................................................................................................................................................. 92 IV.2- RECOMMANDATIONS POUR UNE MEILLEURE GESTION DES PETITS BARRAGES............................................................................................................................. 97
CONCLUSIONS................................................................................................................ 100 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES : ......................................................................... 102 WEBOGRAPHIE :............................................................................................................. 104 ANNEXES ......................................................................................................................... 105
LISTE DES FIGURES
Figure 1: Barrage en terre homogène. [7]................................................................... 12 Figure 2: Barrage zoné. [7].......................................................................................... 13 Figure 3: Barrage à masque amont. [7]....................................................................... 14 Figure 4: Evacuateur de crue. [7]................................................................................ 28 Figure 5:Coupe type du barrage Aggay ....................................................................... 56 Figure 6: Coupe type du barrage Ait Lamrabtia.......................................................... 60 Figure 7: Coupe type du barrage Arid ......................................................................... 63 Figure 8: Coupe type du barrage Mahrez .................................................................... 71 Figure 9: Erosion régressive sur le pied du talus aval (Barrage Arid) ....................... 76 Figure 10: Apparition de zones humides en rive droite (Barrage Arid) ..................... 77 Figure 11: Fracture des dalles du radier (barrage Ait Lamrabtia)............................. 78 Figure 12: Erosion du chenal (Barrage Ait Lamrabtia) .............................................. 79 Figure 13: Zone d'éboulement du versant de la montagne .......................................... 80 Figure 14:Vue en plan schématique de l'évacuateur de crue (Barrage Arid) ............. 81 Figure 15: Erosion provoquée par les eaux de crue sur la partie droite du coursier (Barrage Arid) .............................................................................................................. 81 Figure 16: Absence de porte de la chambre de vannes (Barrage Mahrez).................. 83 Figure 17: Envasement total du canal de restitution à l'exutoire de la vidange de fond. (Barrage Blad El Gaada).............................................................................................. 85 Figure 18: Etat des dépôts solides et stagnation de l'eau dans la partie amont du canal de liaison....................................................................................................................... 86
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1: Pentes des talus des barrages en terre. [7]................................................ 23 Tableau 2: Tableau de réhabilitation du barrage Ait Lamrabtia................................. 92 Tableau 4: Tableau de réhabilitation du barrage Arid ................................................ 93 Tableau 5: Tableau de réhabilitation du barrage Aggay............................................. 94 Tableau 6: Tableau de réhabilitation du barrage Blad El Gaada ............................... 95 Tableau 7: Tableau de réhabilitation du barrage Mahrez........................................... 96
INTRODUCTION GENERALE
Le Maroc a connu au cours de la décennie 1980 des années de sécheresse. Cet
épisode de sécheresse a affecté les potentialités du monde rural engendrant un
exode rural massif. Les problèmes de désertification sont les résultats de la
conjugaison de nombreux facteurs tant naturels qu’anthropiques dont les effets
se trouvent amplifiés par des modes et systèmes, parfois inadaptés,
d’exploitation des ressources naturelles disponibles. Ces problèmes se
manifestent dans la dégradation des terres et du couvert végétal conduisant à
l’affaiblissement des ressources productives, et donc une dégradation des
conditions d’existence des populations dans les zones arides, semi-arides et sub-
humides sèches .
Face à cette variabilité qui détermine la disponibilité en eau, il n’y a en
effet pas d’autre alternative que de maîtriser et stocker l’eau de surface pendant
les périodes humides pour pouvoir l’utiliser et faire ainsi face à l’ensemble des
besoins en eau du pays, résultant des activités économiques et sociales de
l’année. Ainsi, Le Maroc n’a pas cessé depuis son indépendance d’œuvrer pour
se mettre à l’abri des conséquences de ces changements, devenus aujourd’hui un
défi majeur pour toute la planète.
Cette prise de conscience s’est traduite notamment par la mise en œuvre
d’une politique de construction de grands barrages pour épargner au Maroc les
effets néfastes de la sécheresse. Cette politique, initiée par feu SA MAJESTE
LE ROI Hassan II, dans les années 60 s’est avérée bénéfique à plus d’un égard.
Elle a permis au Maroc de mieux gérer, maîtriser et valoriser ses ressources en
eau si nécessaires au développement économique et social du pays. De
nombreux ouvrages ont été édifiés à travers le Royaume, et de nos jours le
Maroc dispose d’environ 97 grands barrages d’une capacité de stockage
dépassant les 14 milliards de mètres cube ; 7 moyens et plus d’une centaine de
petits barrages.
Cependant, en dépit de ces réalisations, le chemin est encore long pour
arriver à satisfaire la demande croissante en matière d’eau surtout avec la
croissance démographique et les problèmes posés par la pollution.
De ce fait le Maroc doit instaurer, dans le cadre de la stratégie du
développement durable, une gestion parcimonieuse du patrimoine hydraulique
(les meilleurs sites du point de vue technico-économique étant pratiquement
tous équipés) ; donc assurer la sauvegarde des ouvrages acquis. D’où la
nécessité de porter autant, sinon plus, l’attention sur la gestion que sur la
mobilisation de l’eau.
Alors, c’est dans le cadre de la gestion conservatoire des ressources
hydrauliques que s’intègre notre travail.
PREMIERE PARTIE: PROBLEMATIQUE ET
OBJECTIFS DU TRAVAIL
I - PROBLEMATIQUE
Les années 80 ont été marquées par le lancement officiel, sous les Hautes
directives de Feu SA MAJESTE LE ROI HASSAN II, du vaste programme de
réalisation des petits barrages. Durant cette période, la construction des petits
barrages va connaître un développement sans précédent. La réalisation de ces
petits ouvrages se fait par le biais de la convention tripartite établie entre 3
Ministères à savoir le Ministère des travaux Publics, le Ministère de l'Intérieur et
le Ministère de l'Agriculture. La gestion et les frais d'entretien devraient être
endossés par les Communes concernées; lesdites Communes bénéficient de
l'assistance technique des Directions Régionales/Provinciales de l'Equipement.
On est à mesure donc de se demander: est ce que les Communes arrivent à
s'acquitter de cette lourde tâche? Quelles sont les conséquences directes d'une
gestion insuffisante sur les ouvrages?
De plus, avec le vieillissement des barrages, les problèmes de sécurité
deviennent une préoccupation. En effet, la sécurité de la population en aval
dépend de la stabilité du barrage et celle-ci ne peut être effective sans un
entretien régulier.
Cela requiert des inspections, des évaluations, des modifications et des
rénovations des parties dégradées. C'est ainsi que, le diagnostic et la
réhabilitation s’imposent comme des moyens de prévention adéquats et une
assurance vie pour les barrages. A cet effet, le diagnostic permet de déceler
d’éventuels désordres dès leurs débuts avant qu’ils ne risquent de compromettre
l’intégrité de l’ouvrage ou celles qui engendreront des interventions lourdes, et
ceci en vue d’apporter des réparations en temps opportun aux différentes
dégradations.
Le présent travail s’intéresse aux petits barrages en terre et ce choix se
justifie par le fait que ces ouvrages sont souvent faiblement ou pas du tout
équipés en dispositif d’auscultation. En plus, pour des raisons économiques, on
adopte souvent des dispositions constructives parfois critiquable et pouvant
conduire à un vieillissement de certaines parties des barrages. Enfin, on note
qu'après leur réalisation on prête très peu d'attention à l'entretien de ces
ouvrages.
Ces particularités illustrent la nécessité impérieuse de mener une étude de
diagnostic sur les petits barrages.
II - OBJECTIFS DE L’ ETUDE
II.1- Objectif général
L’objectif général de ce travail est d’établir l’état de santé des six
barrages (barrage Ain Aouda (Temara); Arid et Ait Lamrabtia (Khémisset);
Aggay (Sefrou); Blad El Gaada et Mahrez (Fès)) et faire une évaluation de l'état
de leur gestion.
II.2- Objectifs spécifiques
- Dresser des fiches d’état de chacun des six barrages ;
- Inspecter les différentes parties du corps des barrages afin de dégager les
principaux types de dégradation observée sur les barrages ;
- Déterminer les principales causes de détérioration;
- Proposer des voies de réhabilitation pour une meilleure gestion de ces
ouvrages.
III - CADRE DU TRAVAIL
Le présent travail est conduit sous le Co-Encadrement de Pr. Houssine
BARTALI de l'Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II et de Mme
SOUALHINE du Secrétariat d'Etat Chargé de l'Eau. Il s’intègre dans le cadre
d'une collaboration entre le Secrétariat d'Etat Chargé de l'Eau et l'Institut
Agronomique et Vétérinaire Hassan II et vise à établir le bilan de santé des petits
barrages au Maroc.
Nos travaux ont été effectués sur les six barrages sus cités. Ce sont des sites que
le Secrétariat d'Etat Chargé de l'Eau a choisi pour nous compte tenue de l'intérêt
qu'ils représentent par rapport au thème et aux objectifs de l'étude.
DEUXIEME PARTIE: BIBLIOGRAPHIE
CHAPITRE I: GENERALITES SUR LES BARRAGES
I.1- INTRODUCTION
Sans eau, il n'y a pas de vie sur notre planète. Elle est notre ressource la
plus précieuse, sans parler de l'air et de la terre. Pendant les trois derniers
siècles, la quantité d'eau douce utilisée a été multipliée par 35, alors que la
population mondiale a été multipliée par 8. Compte tenu du taux d'accroissement
de la population mondiale actuelle de 5,6 milliards de personnes (90 millions
environ par an), et compte tenu de leurs espérances légitimes en une
amélioration de leur niveau de vie, on prévoit un accroissement de la demande
globale en eau de 2 à 3 % par an au cours des prochaines décennies. [13]
Les ressources en eau douce sont limitées et mal réparties. Dans les pays à
très forte consommation, aux ressources abondantes et à l'infrastructure
technique très développée, diverses solutions (réduction des pertes, recyclage,
réutilisation) permettront sans doute d'arrêter plus ou moins la progression de la
demande. Par contre, il existe des régions où la fourniture d'eau conditionne
toute amélioration du niveau de vie, actuellement trop bas, et même la survie des
communautés existantes, ainsi que la satisfaction de la demande toujours
croissante résultant de l'accroissement rapide de leur population. Dans ces
régions, on ne saurait se passer de la contribution des barrages pour l'utilisation
des ressources en eau.
Les variations saisonnières et les aléas climatiques s'opposent à
l'utilisation complète des débits naturels des cours d'eau, les inondations et
sécheresses provoquant, de surcroît, de véritables catastrophes. Depuis presque 5
000 ans, les barrages participent efficacement à l'alimentation en eau, car ils
stockent les excédents en période d'abondance pour les relâcher en période
sèche; en outre, par ce mécanisme, ils éliminent ou réduisent les conséquences
néfastes des crues.
Il va sans dire que les barrages dont les retenues représentent actuellement une
capacité totale de stockage de près de 6 000 km 3 contribuent efficacement à la
gestion des ressources mondiales en eau qui sont limitées, mal réparties et
peuvent présenter de grandes variations saisonnières.
I.2- DEFINITION GENERALE D'UN BARRAGE
Un barrage est un « Ouvrage au travers des cours d'eau, en vue d'y
prélever une part plus ou moins importante du débit » mais qui sert aussi à "la
régulation des débits réclamée par l'agriculture", à "la production d'électricité" et
à la "protection contre les crues, la navigation, l'alimentation en eau potable, les
usages industriels, le tourisme et les loisirs ». [9]
I.3- DIFFERENTS TYPES DE BARRAGE
On peut distinguer plusieurs types de barrages en fonction de la géométrie
des sites et des objectifs qui leurs sont assignés.
I.3.1- Barrages rigides
I.3.1.1- Barrages- poids en maçonnerie ou en béton
Le barrage poids résiste à la poussée de l’eau et aux sous pressions grâce à
son propre poids. La surface en contact avec le réservoir (face amont) est
généralement verticale, alors que la face aval s'incline graduellement en se
rapprochant du sol. Etant donné que les pressions sont plus importantes près de
la fondation, il est généralement de profil triangulaire. Son poids doit être
suffisant pour qu’il ne glisse pas sur sa fondation et ne bascule sur lui-même.
Les barrages-poids en béton sont soit en béton conventionnel vibré, soit en béton
compacté au rouleau (B.C.R).
I.3.1.2- Barrages à contreforts
Ils sont constitués d’un voile d’étanchéité en béton armé, souvent incliné
vers l’aval, et ce sont cette fois, principalement, les contreforts qui compensent
la poussée de la retenue d'eau et non pas sa masse. Les barrages à contreforts
sont des ouvrages qui nécessitent de faibles volumes de béton, par contre le
coffrage doit être réalisé avec soin.
I.3.1.3- Barrages voûtes
Ce type d’ouvrage utilise la courbure du mur pour contrecarrer la pression
de l'eau. Ce sont les barrages les plus hauts et ils sont généralement installés
dans des gorges étroites avec des fondations présentant de bonnes qualités
mécaniques .Ils peuvent constituer des solutions relativement économiques par
rapport à des barrages –poids par exemple.
I.3.2- Barrages en remblai
Ce sont les plus nombreux et les plus simples à réaliser, Ils sont
généralement constitués de deux types de matériaux : du remblai et d’une
couche étanche disposée soit au milieu, soit à l’amont dans le cas des barrages à
masque.
I.3.2.1- Barrages en terre
Ils peuvent être constitués par des matériaux de caractéristiques très
diverses, à la différence des barrages en béton ou même en enrochement dont les
matériaux constitutifs restent contenu dans des fourchettes beaucoup plus
étroites. Ces barrages se subdivisent en deux familles principales selon le type
de structure :
I.3.2.1.1- Barrages en terre homogène
Les barrages homogènes sont le plus souvent réalisés en argile peu
plastique dont les caractéristiques tant hydrauliques que mécaniques permettent
en toute sécurité d’adopter des pentes de talus de 1/2 ou 1/2.5 en amont et en
aval, moyennant les spécifications de compactage. Ils sont constitués d’un
massif en terre compactée imperméable, muni d’un dispositif de drains dans sa
partie aval et d’une protection mécanique contre l’effet du batillage dans sa
partie amont. La forme générale est trapézoïdale avec des largeurs en crête de
3.5 à 5 m pour les hauteurs les plus courantes. Ces types de barrages sont
recommandés lorsqu’on dispose sur place et en quantité suffisante de matériaux
terreux permettant d’obtenir après compactage des conditions d’étanchéité et de
stabilité satisfaisantes.
Figure 1: Barrage en terre homogène. [7]
I.3.2.1.2- Barrage à profil zoné ou à noyau
Comme son nom l’indique, il est constitué d’un noyau étanche au centre
(ou en amont) et de deux recharges en matériau plus grossier dont le rôle est
d’assurer la stabilité de l’ensemble du massif. La fonction d’étanchéité est
assurée par le noyau réalisé en matériau argileux. En outre, l’étanchéité du
barrage doit être prolongée dans ses fondations soit par ancrage du noyau, soit
en réalisant au - dessous du noyau une coupure étanche telle que rideau
d’injection etc.
On s’oriente souvent vers ce type de barrage pour des ouvrages de grande
hauteur et/ou lorsqu’on constate l’hétérogénéité des matériaux disponibles sur
place et lorsque le volume de matériaux étanches est insuffisant pour constituer
tout le corps de l’ouvrage.
Protection amont Butée de pied drainant
DrainMassif homogène imperméable
Figure 2: Barrage zoné. [7]
I.3.2.2- Barrages en enrochement à masque amont
Ce sont des ouvrages–poids dont les matériaux constitutifs sont
essentiellement des tas de gros cailloux. La résistance à la poussée de l’eau est
assurée par le poids du massif, le masque amont est une paroi étanche reposant
sur une couche d’éléments fins drainant (et peut nécessiter, suivant sa nature,
une couche de protection) dans la partie amont du barrage. Il existe de
nombreuses natures de masque étanche telles que béton de ciment ou
bitumineux, chapes préfabriquées, membranes souples etc.
Le masque amont présente l’avantage de pouvoir être exécuté après
l’édification du remblai et de pouvoir être réparé aisément. Cependant, il est
exposé aux agressions extérieures (mécaniques ; thermiques…). Enfin, comme
dans le cas du barrage à noyau, le masque amont doit être prolongé s’il y a lieu,
par une coupure étanche dans les fondations du barrage.
Figure 3: Barrage à masque amont. [7]
I.4- FACTEURS INFLUENÇANT LE CHOIX D’UN TYPE DE BARRAGE
Le choix d’un type de barrage est conditionné par la morphologie du
talweg, de la qualité de la fondation, et de la disponibilité des matériaux de
construction en quantité et en qualité suffisantes proche du site. Aussi, la
disponibilité de la main d’œuvre abondante pourrait orienter le choix vers les
barrages en maçonnerie ou en gabions.
I.5- CLASSIFICATION DES BARRAGES
Il importe de signaler qu’il n’y a pas de classification universelle pour
différentier les petits et les grands barrages, la limite des classes est en effet
distincte d’un pays à un autre. Néanmoins, les critères de classifications sont
pareils partout et sont essentiellement : la hauteur de la digue, le volume de la
retenue et parfois la superficie du bassin versant.
Le Comité Internationale des Grands Barrages (CIGB) considère comme
grand barrage tout ouvrage dont la hauteur sur fondation est supérieure à 15 m,
ou une hauteur comprise entre 10 et 15 m avec toutefois une capacité de retenue
dépassant 1 million de m3, une longueur en crête de 500 m au maximum et un
débit évacuable supérieur à 2000 m3/s [5]. Actuellement le plus grand barrage du
monde est en cours de construction ; il s’agit de celui décidé par la Chine et
édifié sur le fleuve Yangtzé, son lac de retenue fera 600 kilomètres de long et
contiendra 40 milliards de mètres cubes d’eau. L’achèvement du projet est prévu
pour 2009. [A]
En France, si la hauteur de l'ouvrage est supérieure ou égale à 20 m et la
retenue d'eau supérieure à 15 millions de m3, il est appelé "grand barrage" ;
Sinon, il s’agit d’un petit barrage.
Au Maroc, on entend par petit barrage, l’ouvrage dont la hauteur est de 10
à 30 m ; le volume de la retenue ne dépassant pas 2 millions de m3 et avec une
superficie de bassin versant comprise entre 0.5 à 10 km2. Au-delà, il s’agit d’un
grand barrage. Le plus grand barrage du Maroc est celui d'Al Wahda avec une
capacité de 3,8 milliards m³ et 80 m de hauteur.
I.6- OBJECTIFS ET BUTS DES PETITS BARRAGES
Implantés dans des environnements fragiles et à faible activité
économique, les petits barrages apparaissent comme des aménagements très
innovants. Ils sont susceptibles de transformer profondément les systèmes de
production agricole traditionnels, et même de changer les comportements
sociaux face à cette mise à disposition d'une ressource naturelle rare et vitale:
l'eau. En effet, ces ouvrages s'intègrent de façon naturelle dans le paysage et sont
capables de maintenir les populations rurales en leur assurant de réelles
possibilités de développement.
La construction des petits barrages vise plusieurs objectifs:
- la protection contre les crues et la dégradation des infrastructures situées
en aval (villages, routes, périmètres agricoles);
- la dissémination de points d'eau dans le paysage pour l'alimentation en
eau potable, l'abreuvement du cheptel et l'irrigation;
- la régulation et la conservation des flux hydriques (captage du
ruissellement, recharge des nappes phréatiques etc.);
- l'amélioration de l'environnement par la création d'oasis, l'extension du
reboisement et la lutte contre l'érosion des sols et la protection des grands
barrages en aval contre l'envasement;
- le développement et l'amélioration des activités agricoles (cultures
maraîchères, pisciculture, vergers…);
- et enfin, la création d'activités économiques nouvelles comme la pêche, le
tourisme, les résidences secondaires et les aires récréatives.
Cependant, l'efficacité et la durabilité de ces ouvrages demeurent fonction de
nombreux problèmes à résoudre qui vont d'une part du choix du site et de la
réalisation technique jusqu'à la participation des acteurs locaux au projet et
d'autre part à la régularité sur les interventions d'entretien et de la maintenance
desdits ouvrages.
CHAPITRE II: ETUDE DE DIMENSIONNEMENT D'UN
PETIT BARRAGE EN TERRE
Les petits barrages sont des ouvrages de retenue d'eau de surface, créés
par une digue en terre. Le dimensionnement de ces petits ouvrages passe
d’abord par des études topographiques ; hydrologiques; géologiques et
géotechniques. Par la suite il y a un calcul de rentabilité économique et une
étude d’impact sur l’environnement afin d’optimiser au mieux le projet.
II.1- ETUDE TOPOGRAPHIQUE
Elle va permettre d’établir des documents (plans, cartes et profils) relatifs
à la retenue et au site du barrage. Lesdits documents permettront de se prononcer
sur l’aptitude topographique du site et de positionner l’axe du barrage et ses
ouvrages annexes. En outre ils serviront à estimer la capacité de la retenue et sa
surface et de fournir aux géologues les fonds de plan pour les études
géologiques. Les documents sus cités sont généralement établis aux échelles
1/2000 ou 1/500 pour l’axe de la digue et 1/50000 ou 1/25000 pour la cuvette.
II.2- ETUDES GEOLOGIQUES ET GEOTECHNIQUES
Les études géologiques et géotechniques d’un site de barrage permettront
de valider ou de réfuter le choix d’un site. Ces études concernent essentiellement
la stabilité mécanique; l’étanchéité des appuis et des fondations ; l’étanchéité de
la cuvette de la retenue et la stabilité de ses versants. En effet les études
géologiques et géotechniques permettent d’arrêter les fonds de fouilles pour les
différentes variantes envisageables sur le site et par conséquent les volumes
d’excavation; ceci, afin de procéder à une comparaison économique des
variantes.
Les études géotechniques permettent de fixer les hypothèses sur les
paramètres qui seront pris en compte dans les calculs de stabilité et par
conséquent conditionnent étroitement la conception de l’ouvrage.
Cette partie de l’étude est capitale pour la suite du projet puisque c’est au
cours de cette phase qu’on arrête l’emplacement de l’axe de la digue et le type
de barrage à construire. A l’issu de ces différentes études, commence le
dimensionnement de l’ouvrage en question.
II.3- EVALUATION DES BESOINS
Les barrages sont construits pour satisfaire des demandes diverses et bien
définies. De ce fait, les besoins en eau potable,les sollicitations agricoles et
pastorales doivent être évalués avec soin, sachant que les paramètres utilisés ne
sont pas toujours aisés à obtenir, surtout en milieu rural. En plus, il faut prendre
en considération les diverses pertes d’eau (infiltration, évaporation) et les pertes
de la capacité de la cuvette causées par l’envasement.
Pour l’estimation des besoins en eau on peut utiliser les données
suivantes : Les besoins journaliers moyens en eau pour l’homme sont de 150 l
en milieu urbain, et de 20 à 40 l en milieu rural [7].
Les besoins agricoles sont estimés en fonctions des différentes
spéculations et de la surface à irriguer. On évalue les paramètres tels que les
besoins en eau des cultures, l’évapotranspiration potentielle et l’infiltration.
Les besoins pastoraux sont d’environ 20 l/tête pour les ovins et caprins et
de 30 à 50 l/tête pour les bovins [7].
II.4- ETUDES HYDROLOGIQUES
Ces études permettent d’évaluer les apports moyens annuels, d’arrêter le
choix de la crue de projet qui conditionne le dimensionnement de l’évacuateur
de crue, et de fixer la crue de chantier qui conditionne le dimensionnement des
batardeaux. On évalue aussi les pertes au barrage et les différentes
caractéristiques de l’ouvrage.
II.4.1- Etude des apports et estimation de la crue de projet
On entend par apport, la quantité d’eau susceptible d’arriver à l’exutoire
du barrage pendant une période considérer. Ainsi, on procédera à une étude
détaillée que possible des apports annuels afin de déterminer le volume maximal
utilisable sur le site avec le taux de satisfaction choisi, et on vérifie que ce
volume est satisfaisant pour remplir la retenue envisagée.
Pour l’évaluation des apports plusieurs formules sont proposées, mais, dans le
contexte africain cet aspect est l’une des parties de l’hydrologie les plus mal
connues du fait de manque de données sur le coefficient d’écoulement.
II.4.2- Estimation de la crue de projet
Le dimensionnement d’un barrage nécessite impérativement la
détermination de la crue maximale qu’il doit évacuer en tenant compte de l’effet
de laminage par la retenue. Le débit laminé est calculé sur la base d’un débit de
pointe évalué à partir de l’étude du régime des crues. On choisi une période de
retour de crue, ce qui revient à accepter un certain risque qui va être en rapport
avec l’intérêt économique de l’ouvrage et les impératifs de sécurité liés au
contexte local.
II.4.3- Evaluation des pertes
II.4.3.1- Pertes par dépôts solides
Les particules arrachées pendant le ruissellement aboutissent au barrage
et s’y déposent, ce qui engendre à la longue le comblement de la retenue. Le
transport solide, tout comme les écoulements, sont fonction notamment des
caractéristiques géologiques, morphologiques, pédologiques, de la couverture
végétale et de l’état de dégradation du bassin versant.
Le problème au niveau d’un barrage est de prévoir la quantité de dépôts et le
nombre d’années nécessaire au comblement de 10%,20% etc., de la capacité de
la retenue.
II.4.3.2- Pertes par infiltration dans la cuvette
L’infiltration au niveau de la cuvette est un facteur inévitable surtout lors
de la première mise en eau du barrage. Cependant, lors du choix du site on doit
veiller à ce que ce phénomène ne dépasse pas un certain seuil. En première
approximation on peut l’évaluer à 10% de la hauteur utile de la réserve. [7]
En réalité, l’infiltration diminue avec le temps du fait des dépôts d’argiles
colloïdales au fond de la cuvette et pour être étanche , le fond de la cuvette doit
présenter sur une épaisseur minimum de 0.5 m une perméabilité assez faible,
inférieur à 10-6 m/s.[7]
II.4.3.3- Pertes par évaporation
Les pertes par évaporation sont de loin les plus importantes en Afrique. Ces
pertes dans une réserve sont subordonnées à la surface du plan d’eau, de la durée
d’ensoleillement, du déficit de saturation de l’air et de la surface exposée au
vent.
II.5- DIMENSIONNEMENT DE LA DIGUE
Elle constitue le corps du barrage et elle est constituée de divers matériaux
selon le type barrage choisi. Les éléments qui entrent dans son dimensionnement
sont : la largeur en crête, la tranchée d’ancrage et les pentes des talus.
II.5.1- Largeur en crête
Elle doit être suffisante pour permettre la circulation des engins de
terrassement pour les travaux de finition de la digue et son entretien à venir,
pour cela on adopte un minimum de 3.5 m.
II.5.2- Tranchée d’ancrage
La tranchée d’ancrage ou d’étanchéité a pour rôle de servir d’assise à la
digue et d’empêcher l’eau de passer sous le barrage en allongeant le chemin de
la filtration. Sa profondeur à chaque profil est déterminée selon la règle de
LANE qui est la suivante : Lv = 1/3Lh> C*H [II.1]
Avec :
Lv = cheminement vertical de l’eau ;
Lh = cheminement horizontal de l’eau ;
C = coefficient de Lane, qui dépend de la nature des matériaux ;
H= la charge effective de l’eau qui s’applique sur les fondations aux plus hautes
eaux.
II.5.3- Pentes des talus et longueur à la base
Les pentes des talus d’un barrage en terre sont fixées par les conditions de
stabilité mécanique du massif et de ses fondations.
En ce qui concerne le massif, on donne en général aux parements des
pentes qui paraissent optimales compte tenu de la nature des matériaux, et on
vérifie si possible par une étude de stabilité que le barrage présente une sécurité
satisfaisante avec ses pentes.
On doit tenir compte aussi de la fondation qui doit être stable du point de
vue mécanique, car si elle est de mauvaise qualité, meuble par exemple, on est
amené à réduire la pente des talus en élargissant la largeur à la base de
l’ouvrage.
La largeur maximale à la base est donnée par la formule :
B = (m1 + m2)* H + Lc [II.2] B étant la largeur maximale (en m); m1 et m2 sont respectivement les fruits
amont et aval ; H est la hauteur de la digue (en m) et enfin Lc la largeur à la
crête (en m).
Le tableau ci après donne à titre indicatif les valeurs de pentes de talus suivant
la hauteur et le type de barrage.
Tableau 1: Pentes des talus des barrages en terre. [7]
Pentes des talus Hauteur du barrage
(en m) Type de barrage
Amont (m1) Aval (m2)
Inférieur à 5 m Homogène
A zones
1/2.5
1/2
1/2
1/2
5 à 10 m
- Homogène, granularité étendue
- Homogène, à fort pourcentage
d’argile
- A zones
1/2
1/2.5
1/2
1/2
1/2.5
1/2.5
10 à 20 m
-Homogène, granularité étendue
- Homogène, à fort pourcentage
d’argile
- A zones
1/2.5
1/3
1/2
1/2.5
1/3
Supérieur à 20 m
- Homogène, granularité étendue
- Homogène, à fort pourcentage
d’argile
- A zones
1/2.5
1/2.5
1/2
1/2.5
1/2.5
1/3
II.6- PROTECTION DES TALUS
Les talus d'un barrage en terre sont sujets à l'érosion due au ruissellement
des eaux de pluies, à l'action mécanique des vagues, pour le parement amont et,
à l'érosion interne provoqués par le ressuyage des eaux de saturation du barrage.
Il y a donc lieu de prévoir une protection des talus.
II.6.1- Protection du talus aval
Le talus aval peut être protégé efficacement contre le ravinement
provoqué par les eaux de ruissellement par un enherbement qui doit être réalisé
immédiatement à l'achèvement des travaux. Pour cela, il faut avoir soin de
recouvrir le parement d'une couche végétale de 5 à 10 cm. Les espèces
herbacées doivent être sélectionnées selon leur aptitude à supporter le climat
local, avec une préférence pour les espèces rampantes couvrant mieux le talus.
Toute plantation d'arbustes et, a fortiori, d'arbre est à proscrire.
On recommande en outre, de prévoir une risberme à mi-talus pour les
barrages de hauteur supérieures ou égal à 15 m, ceci dans le but de casser
l'énergie des eaux de ruissellement. Un fossé sur la risberme permettra alors
d'évacuer ces eaux.
II.6.2- Protection du talus amont
Le talus amont est en général protégé contre le batillage par un
enrochement, un revêtement perméable (béton bitumineux ouvert, dallettes de
béton préfabriqués etc..) qui repose sur un filtre, ou un traitement au ciment.
Cette protection est destinée à éviter que les matériaux terreux qui constituent le
barrage ne soient érodés par les vagues qui se forment notamment dans la partie
supérieure de la retenue sous l'action des vents. Il est de plus nécessaire,
d'interposer une couche de transition graveleuse (épaisseur de l'ordre de 20 cm
pour une granulométrie 0/100 mm) afin de parachever la dissipation de l'énergie
des vagues à travers les interstices des blocs et éviter le pompage par celles-ci
des matériaux fins du remblai entre les enrochements.
Dans le cas d'une protection en enrochement, l'épaisseur de l'enrochement
varie de 0.3 à 1 m et les éléments de cet enrochement doivent être tels que 50%
des pierres aient un diamètre supérieur à 20 cm, les éléments les plus petits
n'ayant pas un diamètre inférieur à 10 cm.
II.7- ETUDE DE STABILITE
Cette étude intéresse la stabilité des talus amont et aval sur la fondation. Elle
permet de vérifier la stabilité de l'ouvrage dans ses diverses phases de "vie", et
d'améliorer les caractéristiques du profil type. Toutes les méthodes permettant
de calculer la stabilité se basent sur des hypothèses de la forme de la surface de
rupture au contact de laquelle il peut y avoir glissement. En général on prend
une surface cylindrique circulaire à axe horizontal, qui parait comme un cercle
appelé cercle de glissement dans une coupe verticale de la digue. Les méthodes
de calcul en rupture circulaire, FELLENIUS, BISHOP (la méthode de
FELLENIUS est en général la plus pessimiste) conviennent dans les cas
courants. Le coefficient de sécurité calculé est fonction de la géométrie, des
caractéristiques géotechniques (c', Φ') et des pressions interstitielles régnant
dans l'ouvrage dans les diverses phases de son histoire:
- En cours de construction et en fin de construction (stabilité du talus à
pente la plus forte).
- En fonctionnement normal à retenue pleine lorsque le régime hydraulique
permanent est établi (stabilité du talus aval).
- Au cours des phases transitoires de fonctionnement, en particulier lorsque
le niveau de l'eau s'abaisse rapidement lors des vidanges rapides (stabilité
du talus amont).
Les valeurs minimales du coefficient de sécurité généralement admises sont
de 1.5 pour le talus aval en régime permanent, et de 1.2 à 1.4 pour le talus
amont en vidange rapide. Toutefois, ces valeurs sont susceptibles de varier en
fonction du risque encouru, de la quantité et de la qualité des informations
disponibles ainsi que le mode de fonctionnement prévu pour la retenue. Il faut
noter que la rupture du talus amont en vidange rapide est beaucoup moins lourde
de conséquences (retenue au moins partiellement vidée) que celle du talus aval
en régime permanent.
II.8- DISPOSITIFS DE PROTECTION CONTRE LES EFFETS DE L'EAU
II.8.1- Filtres et drains
Le corps de la digue est muni d’un ou plusieurs dispositifs de drainage et
de filtre. Du fait de la charge hydraulique en amont du barrage, l’eau s’infiltre
progressivement dans son massif et ses fondations, même si les matériaux de
construction et l’implantation de l’ouvrage aient été choisis de manière à limiter
les infiltrations. De ce fait, il importe d’éviter que la résurgence de ces eaux ne
nuise à la stabilité de l’ouvrage par le phénomène de renardage. Une attention
particulière doit être portée au respect des spécifications dimensionnelles de ces
organes ainsi qu’au respect de la régularité des pentes dans le sens de
l’écoulement pour les drains.
Les filtres sont en général constitués de couches successives de matériaux
perméables et de granulométries de plus en plus fins.
Les drains sont constitués soit de graviers perméables, soit d’éléments de
tuyaux en béton poreux ou en PVC perforé également entourés d’une couche de
graviers.
On distingue :
Le drain tapis, disposé dans la partie aval et au contacte avec les
fondations. Il intercepte les infiltrations dans le massif.
Le drain vertical, disposé au centre de la digue, constitue une solution
efficace pour intercepter les eaux d’infiltration.
II.8.2- Etanchéité du remblai
Lorsque la terre du remblai n'est pas suffisamment imperméable pour
constituer un barrage homogène étanche, on l'équipe d'un organe d'étanchéité
spécial. Les techniques les plus couramment mises en œuvres sont les noyaux
en matériau argileux compacté, les masques à l'amont en béton bitumineux.
II.9- OUVRAGES ANNEXES
II.9.1- Evacuateur de crues:
Les ouvrages annexes des barrages en matériaux meubles sont
pratiquement toujours disposés en dehors de l'entreprise de ceux-ci. Le choix sur
le type, forme et positionnement est guidé par les critères de stabilité visant à
assurer la sécurité, la durabilité, le bon fonctionnement hydraulique de
l’ouvrage.
L'évacuateur de crues est souvent constitué par :
- un déversoir par où s’effectue le laminage de la crue ;
- un canal qui est soit à air libre (ou chenal d’évacuation), soit sous pression
par où s’écoule le débit laminé ;
- un bassin de dissipation qui va permettre la dissipation de l’énergie érosive de
l’eau.
Figure 4: Evacuateur de crue. [7]
Très souvent, les matériaux extraits pour réaliser cet organe sont utilisés
dans le corps du barrage. Un aspect fondamental du problème de l'évacuation
des crues réside dans le risque mortel que courrait le barrage en cas de
déversement. Un massif de terre ou d'enrochement ne peut pas résister à
l'érosion superficielle et, en peu de temps, le barrage serait entièrement détruit.
C'est avec ce type d'ouvrage que l'on doit prendre les marges de sécurité les plus
confortables dans l'évaluation de la plus grosse crue convenable. De plus,
pendant l'exécution des travaux, des dispositions doivent être soigneusement
étudiées pour qu'une crue intempestive ne provoque pas une catastrophe avant
que l'ouvrage ait atteint le niveau où les eaux pourront être entonnées dans le
canal d'évacuation des crues. C'est l'étude de chaque cas particulier qui peut
donner une solution concrète.
II.9.2- Ouvrages de prise et de vidange
De manière à pouvoir suivre, entretenir et exploiter correctement un barrage, on
lui adjoint en général un ouvrage de vidange et de prise.
II.9.2.1- Vidange de fond
Son rôle principal est de permettre une vidange totale ou partielle de la
retenue en cas d'accident susceptible d'endommager gravement la digue.
L'ouvrage d’évacuation est nécessaire pour extraire l’eau du réservoir en
continue. Il permet d'abaisser le plan d'eau en cas de besoin ou de vider
complètement la retenue. Il doit pouvoir vider la retenue en 8 ou 10 jours en cas
de danger, lors de contrôle, de l’entretien ou de la réparation du barrage. La
vidange de fond sert également à évacuer les sédiments qui se déposent dans la
retenue.
On utilise en général une conduite qui peut être soit un tuyau de gros
diamètre, soit une canalisation en béton de type galerie. L'écoulement dans la
conduite doit être aéré dès l'aval de la vanne amont par un reniflard, afin d'éviter
des phénomènes de battements ou des vibrations sous l'effet du passage en
écoulement instable à fort débit.
II.9.2.2- Prise d’eau
Les petits barrages en terre, et particulièrement ceux destinés à une
utilisation agricole, disposent d'un ouvrage de prise. C'est à partir d'elle que l'eau
accumulée va pouvoir atteindre, par une conduite, une galerie ou un canal, le but
qui lui est assigné. Elle est généralement placée à un niveau permettant de
pouvoir capter l'eau d’une qualité acceptable surtout dans le cas d’une
alimentation en eau. Elle comprend un dispositif de prise à l'amont, une
conduite enterrée ou posée sous la digue et un ouvrage de raccordement au
réseau d'irrigation à l'aval. La conduite peu être en béton armée ou en acier et est
pourvue de vannes permettant de réguler le débit.
II.10- COMPACTAGE DU REMBLAI
Depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale, on a pratiquement
abandonné la technique du remblayage hydraulique au bénéfice du compactage.
Les progrès considérables réalisés dans les gros engins de terrassement
permettent actuellement de construire, dans des conditions économiques, des
massifs aussi volumineux que les précédents, mais plus stables.
On détermine expérimentalement sur le chantier l'épaisseur des couches et le
nombre de passes de l'engin compacteur par des essais. Le nombre de passes
permettant d'atteindre la densité sèche désirée doit être compris entre 6 et 12,
afin d'obtenir un remblai de compacité suffisamment homogène. Si la
caractéristique recherchée est obtenue avec un nombre de passes inférieur à 6,
on augmente l'épaisseur de la couche. Si le nombre doit être supérieur à 12, on
diminue cette épaisseur. L'épaisseur des couches avant compactage doit rester
sensiblement comprise entre 0.25 et 0.5 m. Une épaisseur supérieur à 0.5 m
nécessite en effet un compactage avec une forte énergie qui aboutit à un
surcompactage de la partie supérieure de chaque couche avec formation de
glacis de surface. Cela donne au remblai une structure feuilletée à perméabilité
horizontale prépondérante. Le choix du rouleau compacteur doit donc être fait
de manière à compacter des couches d'épaisseur convenable.
Les engins de compactage utilisés sont de diverses sortes : rouleaux à
joints lisses pouvant aller jusqu'à 20 tonnes par pneu ; rouleaux à pieds de
diverses formes (pieds coniques, pieds prismatiques, pieds de mouton, pieds de
club), le pied ayant une surface de contact de 30 à 80 cm2 et exerçant au fond de
l'empreinte une pression de 20 à 35 bars ; enfin rouleaux vibrants d'un poids de 8
à 10 tonnes.
Les rouleaux vibrants sont de plus en plus employés, ils sont très efficaces
et permettent de compacter toutes sortes de matériaux, dans les terres fines
jusqu'aux gros enrochements. Les engins de compactage circulent constamment
en passant plusieurs fois au même endroit.
CHAPITRE III: SURVEILLANCE ET ENTRETIEN DES
BARRAGES
Le risque de rupture brusque et imprévue d'un barrage reste extrêmement
faible. La situation de rupture parait plutôt liée à une évolution plus ou moins
rapide d'une dégradation de l'ouvrage. Cela souligne l'importance de la
surveillance. En outre, il faut noter que la longévité des barrages repose
largement sur la maintenance et l’entretien de leurs pièces maîtresses.
III.1- SURVEILLANCE
Les activités relatives à la surveillance de la sécurité des barrages
comprennent le contrôle du comportement structural, la mise en place de plans
d'alerte et de secours, la formation du personnel exploitant, des exercices
mobilisant les organismes publics et la population locale, et la mise en place de
mesures de réduction des risques. Au fur et à mesure que le développement
résidentiel et économique s'étend dans un bassin fluvial, les caractéristiques
hydrologiques de celui-ci sont modifiées. Cela nécessite périodiquement une
étude complète des précipitations et des conditions de ruissellement, de même
que l'identification d'autres modifications hydrologiques du bassin fluvial.
La visite technique est recommandée dès que VH 2 > 5 (avec H est la hauteur
du barrage en m et V son volume en m3). Elle est effectuée par un bureau
d'étude lorsque le propriétaire ou l'exploitant ne dispose pas des compétences
minimales nécessaires. La périodicité recommandée est:
* une fois par an lorsque VH 2 /100, ou lorsque le barrage intéresse la sécurité
publique;
* une fois tous les deux ans lorsque 50[ VH 2 <100 ;
* une fois tous les trois à cinq ans lorsque VH 2 <50. [16].
Des visites intermédiaires peuvent s'imposer en cas de circonstance
exceptionnelle (forte crue, tempête, séisme).
La surveillance des petits barrages repose sur les éléments suivants :
III .1.1- Inspection visuelle
Elle est de toute première importance, il s'agit d’une méthode qualitative
qui intègre de très nombreux paramètres et qui permet de "détecter de l’ordre de
90% des désordres et anomalies susceptibles d’affecter l’ouvrage", (Royet,
1994) [16]. De même, J.Combelles (EDF) et al [3] affirment que "l'expérience
montre que la plupart des anomalies ont été détectées lors des visites
d'inspection", d’où le caractère irremplaçable de l'intervention humaine.
L’inspection visuelle de routine et les visites techniques approfondies
permettent de déceler rapidement tout phénomène nouveau affectant le barrage
ainsi que de suivre qualitativement les évolutions. Ces examens concernent
l'observation des parements de la digue, des ouvrages annexes (évacuateur et
vidange de fond) et des rives. Toutefois, on note que cette méthode n'est pas
toujours facile, surtout pour les zones pratiquement toujours immergées en
occurrence le parement inférieur amont.
III.1.2- Mesures d'auscultation
Contrairement à l’observation visuelle, l'auscultation est une méthode
quantitative basée sur l'utilisation d'instruments de mesure, choisis et positionnés
pour rendre compte de l'évolution du comportement de l'ouvrage. Le dispositif
d’auscultation doit donc être conçu en fonction du type, des dimensions et des
particularités techniques du barrage.
Les principaux dispositifs d’auscultation adaptés aux petits barrages sont
classés en quatre grandes catégories :
- Mesures de déplacements superficiels par des procédés topographiques
(altimétrie pour le tassement et planimétrie pour le déplacement amont - aval)
de repère de nivellement en crête de remblai et pilier d’observation
topographique ;
- Mesures de déplacements internes par tassomètres et clinomètres pour les
barrages en matériaux meubles ;
- Mesures de déformations locales par extensomètres pour les fondations
rocheuses et les ouvrages massifs en béton;
- Mesures de phénomènes hydrauliques (mesures des débits de fuite,
piézomètres pour la mesure des pressions interstitielles) et de la côte du plan
d'eau (par une échelle limnimétriques).
La consistance du dispositif d'auscultation pour les barrages de petite
dimension et non dangereux pourra se limiter en repères alignés sur la crête;
quatre à six repères permettront de suivre le comportement de la digue
(tassement et déplacement amont – aval).
La fréquence des mesures doit être définie en fonction de l’ouvrage et de
son exploitation, la période la plus sensible étant la première mise en eau du
barrage.
III.1.3- Essais de fonctionnement
Les essais de fonctionnement sont effectués essentiellement à travers les
manœuvres des vannes de vidange (vanne de réglage et vanne de garde) et, le
cas échéant, des vannes d'évacuation de crues. Ce qui va permettre de détecter
les éventuels défauts à travers une vérification complète de tous leurs organes.
III.2- ENTRETIEN
Afin d'assurer la pérennité des bienfaits apportés par un barrage, il est
nécessaire d’établir un plan complet d'exploitation, d'entretien et de
réhabilitation. L’auscultation et la surveillance d’un ouvrage ont pour objet de
mettre en évidence toute évolution rendant une intervention nécessaire soit sur
les fondations soit sur le barrage lui-même. Si les fondations sont rocheuses, les
interventions se limitent généralement à la réduction des sous-pressions et à la
limitation des débits de fuite (drainage et injections supplémentaires). Si les
fondations sont en terrain meuble, des déformations transversales importantes
peuvent apparaître dans des couches de faible consistance, nécessitant de mettre
en place des banquettes latérales de part et d’autre du corps du barrage en
remblais.
En ce qui concerne le corps du barrage, les interventions d’entretien
peuvent être très variées (colmatage ou injection de fissures, amélioration du
drainage, remise en état des masques amont, entretien des parements et de la
crête…).Enfin, des travaux d’entretien de la retenue elle-même peuvent être
nécessaires comme l’élimination des dépôts solides et de la végétation, contrôle
et maîtrise des fuites, d’éventuels glissements des berges.
III.2.1- Entretien de la retenue
En temps normal, le cours d'eau évacue par lui même sa charge solide. Or
les conditions calmes qui règnent dans une retenue posent le problème du
comblement dont la vitesse dépend de 2 facteurs: le transport moyen par unité
de temps et la capacité du réservoir.
La sédimentation dans les retenues est en général un facteur limitant la
productivité car elle conduit à une perte de volume. Il est vrai qu'en plus de la
perte du capital sol, l'érosion entraîne de graves conséquences pour la gestion de
l'eau. C'est dire que la diminution des performances des ouvrages se traduit
immanquablement par des pertes économiques au niveau des usages (eau
potable, abreuvement, irrigation,...) et nécessite la création de capacités de
stockage nouvelles de remplacement pour autant que des sites favorables à leur
réalisation existent à proximité. De même, l'érosion et les très fortes charges en
sédiments compliquent-elles, également, l'exploitation des ouvrages annexes
(prise d'eau, vidange de fond, canaux...) et renchérissent leurs coûts d'opération,
d'entretien et de maintenance. Dans certaines retenues, ce phénomène a comme
conséquences le colmatage des drains et les évacuateurs de fond et la
perturbation de la piézométrie de l'ouvrage. Il faut noter également que ces
boues deviennent rigides après un certain temps et ne peuvent plus êtres
évacuées.
Au Maroc la capacité totale des barrages, "estimée à 14,5 milliards de
mètres cubes, a perdu, aujourd'hui, quelque 1,1 milliard à cause de la vase.
Celle-ci progresse annuellement de près de 65 millions de mètres cubes.
Nombreux sont les ouvrages qui sont sérieusement menacés. C'est le cas du
barrage Mohammed V sur la Moulouya qui a perdu la moitié de sa capacité"
[10].
Plusieurs méthodes sont employées pour l'évacuation de cette vase. Les
vidanges doivent être effectuées périodiquement (au moins une fois tous les 10
ans). On peut procéder notamment à des chasses. Ce procédé consiste, lorsque
l'on procède à une vidange totale, à effectuer un lâché brutal mais d'un volume
limité depuis un barrage situé en amont de la retenue. La chasse doit être
effectuée avant que les matériaux soient exondés (essorage et compactage). Pour
les retenues qui peuvent rester vides pendant de longues périodes, on utilise la
méthode des purges, qui consiste à laisser le cours d'eau reprendre son
creusement naturel. Cette méthode est particulièrement adaptée pour les vallées
à flans raides qui favorisent les glissements et ravinements.
Dans certains cas, on a dimensionné la retenue afin qu'elle puisse absorber
une importante masse de sédiments avant que sa productivité ne soit altérée.
Une méthode similaire consiste à construire en amont de la retenue un bassin de
décantation. Dans ces deux cas, le coût est important et le problème irrésolu,
c'est pourquoi l'on choisira plutôt des méthodes curatives dont la réussite est
étroitement liée à une bonne connaissance de la granulométrie des sédiments et
de la variabilité des lieux de sédimentation en fonction de la hauteur d'eau dans
la retenue, d'où la nécessité de réaliser de mesures bathymétriques.
III.2.2- Entretien des ouvrages hydromécaniques
Les ouvrages hydromécaniques, du fait qu'ils sont en contact avec l'eau,
sont exposés au risque de corrosion et l'attaque de la rouille. Les opérations
d'entretien consistent donc à effectuer régulièrement un badigeonnage sur les
boulons et les volants de manœuvre des vannes. L'ouverture périodique des
vannes garanti leur sécurité par rapport au risque de coincement. En outre, ces
opérations doivent être périodique et les manœuvres doivent être aussi proche
des conditions de fonctionnement normales que le permet la sécurité de la
population aval, d'autant plus que tout incident entraînera la vidange totale de la
retenue du barrage et provoquer des inondations.
Enfin, les conduites doivent être régulièrement observées dans leurs
parties visibles et le cas échéant nettoyées et repeintes.
III.3- Impacts des petits barrages au Maroc
La construction des petits barrages s'avère être la technique la mieux
adaptée aux besoins des petits ensembles ruraux. Ils apportent une ressource en
eau disséminée dans le paysage pour l'alimentation des agglomérations rurales
en eau potable, l'abreuvement du cheptel, l'irrigation, les usages domestiques.
Leur construction protège également les villes et les périmètres agricoles contre
les crues et l'érosion et contribue à recharger les nappes phréatiques.
La politique des petits barrages a permis la création d'emplois, permettant ainsi
de résorber le chômage et l'exode rural; la formation professionnelle des
ouvriers qui, au départ, ne possédait aucune qualification; ainsi que le
développement du commerce local principalement au niveau du secteur tertiaire,
développement dû à l'effet induit de l'injection des salaires versés aux ouvriers.
Devant les résultats encourageants des première expérience et les retombées
positives incalculables pour le développement du monde rural, l'opération initiée
en 1985, a été poursuivie et étendue à 15 barrages collinaires en 1986. En 1987
on dénombrait 34 barrages de capacité globale de retenue de l'ordre de 32
millions de m3, créant des possibilités d'irrigation d'appoint de l'ordre de 2320
ha et d'abreuvement de 73 000 têtes de bétail [8]. De nos jours le Maroc dispose
de plus d'une centaine de petits barrages.
III.4 Résultats des études préliminaires
Il convient de souligner qu'il a eu des travaux antérieurs sur les petits barrages
au Maroc. De ces études, il en ressort que l'état de santé général des barrages
sont satisfaisants, aucun désordre menaçant dans l'immédiat la stabilité de ces
ouvrages. Toutefois, les barrages présentent des dégradations et des anomalies,
notamment, la présence de végétation sauvage, des déplacements de protection
des talus et/ou démolition des parapets, l'envasement important avec des taux de
30 à 100% (DOGONBADA, 2002) [10].
Des problèmes relatifs à la géologie sont également signalés avec des fuites et
des problèmes d'étanchéité sur l'axe de certains barrages et des retenues
(HEYOUNI, 1994) [11].
CHAPITRE IV: RISQUES DES BARRAGES
Un barrage n’est pas une structure inerte, il vit, travail sous l’action de
diverses forces et se fatigue. En effet, l’ensemble des forces qui agissent sur la
structure de l'ouvrage: défauts de conception, érosion interne des sols, colmatage
des filtres et drains, fissuration des bétons, séisme, crue exceptionnelle, etc.
peuvent entraîner des dégradations, souvent évolutives dans le temps et pouvant
occasionner des accidents sur la stabilité de l’ouvrage. De nombreux cas
d'accident de barrages ont été recensés dans le monde. La majorité de ces
d'accidents se sont produit sur les petits barrages. Une étude statistique de M.
Serafim, Professeur de l'université de Coimba, sur les cas de ruptures
mentionnés dans le registre mondial du CIGB donne: 69% concernent des
barrages de moins de 30 m de hauteur, 23% entre 30 et 60 m et 8% aux barrages
de plus de 60 m [4].
En Roumanie, suivant la classification des incidents survenus sur les
barrages, on a 75% qui se sont produits sur des ouvrages de peu d'importance
[2].
IV.1- QUELQUES DONNEES STATISTIQUES
Il importe de souligner que les données que nous exposerons ne reflètent pas
réellement le nombre d'accidents qui se produisent dans le monde. Il est sûr que
pour certains Responsables, une rupture présente un caractère affamant qui les
conduit à procéder à la rétention d'information.
Dans le monde :
35.000 à 40.000 barrages d'une hauteur supérieure à 15 m (dont la moitié en
Chine) 80% sont inférieurs à 30 m ; 1% est supérieur à 100 m.
- Entre 1959 et 1987, 30 accidents significatifs de barrages ont été recensés,
faisant 18.000 victimes, [B].
- En France, chaque année (depuis les cinq dernières années), une à deux
ruptures se produisent en moyenne sur les milliers de petits barrages répartis sur
les cours d’eau. Les derniers en date sont ceux qui ont survenu dans la nuit du
29 au 30 décembre 2001. A cette date la "Savoureuse" entre en crue en amont de
la ville de Belfort et sur les huit ouvrages qui équipaient des bassins de rétention
pour protéger les habitations, trois se sont rompus et deux autres ont été
endommagés. Il n’y a pas eu de victimes mais cinq cents maisons ont été
inondées et des centaines de véhicules endommagés, [C].
Les cas de ruptures spectaculaires sont les deux accidents survenus, le
premier en 1895 à Bouzet-Vosges faisant 100 morts et le deuxième en 1959, à
MALPASSET provoquant 421 morts, 155 immeubles entièrement détruits, 1000
hectares de terres agricoles totalement sinistrés, 2 milliards de francs de dégâts
[B].
Aux Etats-Unis plus de 400 ruptures de barrages ont été identifiées entre
1985 et 1994 occasionnant des dégâts immobilières, [D].
Au Maroc les désordres constatés jusqu’à présent sont limités à des
ruptures de petits seuils réalisés pour des fins agricoles, mais n’a engendré
aucun dégât.
IV.2-PRINCIPALES CAUSES DE RUPTURE
Il importe de signaler que les accidents fâcheux sont toujours la
conjugaison de plusieurs causes défavorables et non la défaillance d'un seul
facteur. Il apparaît que le vieillissement des ouvrages est lié aux options
constructives qui tendent à réduire le coût de la construction au mépris des
règles de l'art, ainsi qu'à l'absence de suivi et d'entretien ne permettant pas de
déceler les dérives de comportement en temps utile.
Les origines des ruptures des barrages peuvent être classées en 3 catégories:
• technique : vices de conception, de construction, de matériaux (géologie,
fondations, sous-pressions hydrauliques, renards, drainages...) : 33% des
accidents ;
• naturelle : crues exceptionnelles, inondations (33% des accidents),
mouvements de terrain et éboulements dans le lac de retenue, séisme
(auquel les barrages résistent relativement bien) ;
• humaine : erreurs d'exploitation, de surveillance et d'entretien,
malveillance.
IV.2.1-Erosion régressive ou renard
Les matériaux meubles, qu'ils soient déposés par la nature (sol de
fondation) ou déposés par l'homme (corps de barrages) sont soumis à un risque
redoutable, appelé " érosion régressive "ou " renard ". Ce risque provient du fait
que ces massifs sont toujours parcourus, quelle que soit leur perméabilité, par un
écoulement d'eau, dont le débit minime au début mais, s’auto accélère au fur et
à mesure de l’augmentation du gradient hydraulique. Il s’agit donc d’un
phénomène évolutif et devient critique lorsqu’il est accompagné d'un
entraînement des matériaux. Le travail d'érosion interne se développe tout
d'abord prés du point de résurgence du filet liquide, car à cet endroit le poids de
la terre à soulever est faible ainsi que la longueur d'entraînement, vers
l'extérieur des particules désagrégées. On voit alors sourdre une petite source en
aval de l'ouvrage. Puis, peu à peu, grâce aux espaces vides dégagés par les
particules entraînées, l'eau s'écoule plus rapidement vers l'extrémité du filet et sa
force d'entraînement s'en trouve accrue. Aussi, on voit l'érosion gagné en
intensité et remonter vers l'amont: il s'agit du phénomène d'érosion régressive.
Le danger de ce phénomène vient du fait qu'il se développe
sournoisement, et avec le temps, un véritable tunnel se creuse sous l'ouvrage
entraînant ainsi son affaissement. Ce qui peut provoquer un déversement
conduisant à la ruine sans rémission de l'ouvrage.
La cause d’apparition du renard est à priori un défaut d’exécution des
dispositifs de drainage, toutefois on peut dire que les accidents par renards, qui
ont été extrêmement nombreux autrefois, 25% de cas de rupture en France
(LONDEZ, 1980) [14], ont pratiquement disparu grâce à la connaissance de leur
mécanisme et des moyens adéquats de défense.
IV.2.2- Pression interstitielle
Un danger supplémentaire est celui qui concerne la possibilité de rupture
du rocher à l’aval des fondations. Les diaclases se trouvent remplies d’eau à la
pression du lac en amont et à la pression nulle en aval. Sur toute la longueur on a
une forte différence de pression. Les fragments de roches, soumis à ces
différentes forces, peuvent mettre en danger toute la fondation. L'augmentation
des pressions interstitielles est généralement liée à l'ouverture progressive des
fissures transversales dans le noyau ou même dans le corps du remblai. Ces
fissurations ont pour origine, soit un tassement différentiel, soit des fissurations
liées aux fluctuations du niveau de la retenue (fracturation hydraulique), soit
celles liées aux propriétés intrinsèques du matériau. De même lorsqu’on
compacte une terre humide, les interstices entre les grains solides sont remplis
d’eau et d’air. Pour qu’une résistance soit assurée il faut que les grains solides
soient imbriqués, il faut donc éviter un excès d’eau d’arrosage. La pression
interstitielle peut atteindre des valeurs considérables, et provoquer des incidents
sur l'ouvrage.
Les remèdes les plus couramment usités pour remédier à ce problème
sont: les injections; amélioration du drainage de la recharge aval; parois
moulées; décapage de la zone suspecte et remblaiement avec de l'argile.
IV.2.3- Formation de fissures et glissement des talus
Ces désordres qui sont toujours graves, amènent en général la remise en
cause de la stabilité et l’étanchéité de l’ouvrage.
Le cas typique de glissement de talus est l’apparition d’une ligne de glissement
quasi circulaire dans le corps du remblai aux pentes de talus trop raides. Ce
mécanisme de glissement s’avère le plus fréquent dans les remblais homogènes
où aucune ligne n’est déterminée par la structure interne du massif.
Les problèmes de fissuration concernent essentiellement les barrages en
maçonnerie et en béton. Cette dégradation est le résultat de phénomènes
physico-chimiques causés par des agents tels que le gaz carbonique dissout dans
l’eau, l’acidité des eaux pures, les écarts thermiques…Toutefois, leur apparition
et développement sont fortement influencés par la qualité et les conditions de
réalisation de l’ouvrage (absence de cure des bétons, pas d’humectation
préalable des pierres de maçonnerie, enrobage des aciers insuffisants…).
IV.2.5- Crues exceptionnelles
Les crues exceptionnelles sont à l'origine de nombreux accidents qui sont
produits dans le monde. A titre d'exemple on peut citer notamment la rupture des
barrages South Frock – USA (1889): 2500 Victimes; Irukaike – Japon (1868):
1100 morts; Macchu II – Inde (1979): 1800 morts (en 1979), [4].
La rupture des petits barrages en terre survient souvent à l’occasion de
crues car c’est à ce moment que la charge sur l’ouvrage est la plus forte.
L’évacuateur de crue se révèle être le point faible principal des barrages.
Normalement conçu pour supporter au moins une crue millénale, il suffit qu’il
soit sous dimensionné, mal entretenu ou obstrué pour que sa capacité
d’écoulement soit dépassée. En outre, la zone de contact entre l’évacuateur et le
remblai s’avère être toujours particulièrement fragile.
IV.3- CONSEQUENCES D'UNE RUPTURE
Elles sont de trois ordres : humains, économiques et environnementaux.
L'onde de submersion occasionne d'énormes dommages par sa force intrinsèque.
L'inondation et les matériaux transportés, issus du barrage et de l'érosion intense
de la vallée, causent des dommages considérables :
• effets sur les hommes : noyade, ensevelissement, personnes blessées,
isolées, déplacées ;
• effets sur les biens : destructions, détériorations et dommages aux
habitations, aux ouvrages (ponts, routes...), au bétail, aux cultures ;
paralysie des services publics...
• effets sur l'environnement : endommagement, destruction de la flore et
de la faune, disparition du sol arable, pollutions diverses, dépôts de
déchets, boues, débris.
TROISIEME PARTIE : METHODOLOGIE DU TRAVAIL
ET PRESENTATION DES RESULTATS
CHAPITRE I : APROCHE METHODOLOGIQUE
Le présent travail s'intègre dans le cadre global de la gestion conservatoire
des ouvrages hydrauliques. Notre but est de parvenir à établir un diagnostic
complet sur l'état de santé des barrages ciblés, avec une proposition des voies de
réhabilitation de ces petits ouvrages.
Afin de répondre aux objectifs que nous, nous sommes fixés nous avons
adopté la démarche suivante:
I.1- COLLECTE DES DOCUMENTS
Dans un premier temps nous avons procédé à la collecte de la
documentation auprès du Secrétariat d'Etat de l'eau et des Directions
Provinciales de l'Equipement. Il s'agit des mémoires techniques ainsi que des
notes relatives aux évènements marquants sur chaque barrage. Ces documents
nous ont permis de prendre connaissance des informations concernant les études
de conception de chaque ouvrage. Il s'agit notamment, des types de matériaux
utilisés dans la construction de ces ouvrages, la géologie du site et de la
fondation et les conditions de réalisation des barrages. Ainsi, on a pu dresser des
fiches synoptiques de chaque barrage et nous renseigner sur les évènements
exceptionnels qui se sont produits sur les ouvrages depuis leur construction.
I.2- VISITES DES BARRAGES ETUDIES
Après avoir pris connaissance sur documents des renseignements sur
chaque ouvrage, nous avons entrepris des sorties de terrain. Au cours de cette
étape nous avons mené d'une part des entretiens avec les gestionnaires des
barrages et d'autre part, effectué également des visites d'inspection des
différentes parties des ouvrages. Ce qui nous a permis de remarquer les
modifications opérées sur les chantiers par rapport aux prescriptions des
mémoires techniques et de recenser les principaux problèmes des barrages.
I.3- METHODES ET MOYENS DE DIAGNOSTIC
Pour faire l'inventaire de l'état des dégradations des barrages nous avons
établi des fiches de visites présentant les détails des différentes parties à
inspecter (voir annexe).
La démarche déontologique du diagnostic des petits barrages se présente comme
suit: l'observation visuelle; les mesures d'auscultation; et les essais de
fonctionnement. Cependant, compte tenu du fait que les petits barrages, dans le
contexte d'étude, sont peu ou pas du tout équipés en dispositifs d'auscultation et
compte tenu du fait qu'il est importun d'effectuer des essais de fonctionnement,
le seul moyen que nous disposons pour ce travail est l'observation visuelle. Nous
le jugeons sans doute suffisant pour détecter des éventuelles anomalies sur les
ouvrages.
I.4- REHABILITATION
Dans cette partie nous proposerons un ensemble de solutions, à travers des
recommandations, permettant de remédier aux problèmes majeurs que
rencontrent les gestionnaires de ces petits ouvrages.
CHAPITRE II: PRESENTATION DES BARRAGES ETUDIES
Avant de présenter les barrages sur lesquels nous avons mené notre
travail, il est nécessaire de revenir sur les contextes dans lesquels ces ouvrages
ont été réalisés.
II.1- GENESE DE LA POLITIQUE DES PETITS BARRAGES
La politique des grands barrages entrepris depuis les années 60 a permis
de réaliser un grand nombre de grands barrages répartis autour des grands
centres urbains. Toute fois, cela ne peut continuer sans provoquer des disparités
qui engendrent des déséquilibres pour les régions déshéritées. Ainsi, sous les
hautes directives de FEU SA MAJESTE HASSAN II, les autorités
gouvernementales ont décidé dans le cadre d'une politique de suppression de ces
déséquilibres interrégionaux d'initier la politique des petits barrages pour la mise
en place de petites et moyennes hydrauliques.
L’originalité de l’approche marocaine dans la construction de ces petits
barrages vient du fait que ces ouvrages sont réalisés par l’Administration et
avec le concours de la population locale. En fait, il y a eu une convention
tripartite entre le Ministère des Travaux Publics (MTP), le Ministère de
l'Intérieur et de l'Information (MII), et le Ministère de l'Agriculture et de la
Reforme Agraire (MARA) durant la période 1984 – 1986; convention pour
laquelle chaque entité a une tache précise:
Le Ministère de l'Intérieur et de l'information fournit la main d'œuvre,
finance l'achat de carburant pour le fonctionnement des engins ainsi que l'achat
des matériaux de construction et celui du petit outillage;
Le Ministère de l'Equipement, de la formation Professionnelle et de la
formation des cadres assure la conception des barrages et l'encadrement
techniques des ouvriers pendant leur construction ainsi que le fonctionnement du
matériel (gros engins, camions, bétonnière…);
Le Ministère de l'Agriculture et de la reforme Agraire intervient à l'amont
des retenues des barrages pour les travaux de protection des bassins versants
contre l'érosion et à l'aval pour l'aménagement de périmètre irrigué.
L'exploitation et l'entretien de ces petits barrages, comme nous l'avons
souligné plus haut, devraient être assurés par les bénéficiaires de l'eau regroupés
en Association ou coopératives d'usagers des eaux sous la tutelle de Messieurs
les Gouverneurs des provinces concernées.
Les frais d'entretien et de réparation éventuelles devraient être à la charge
desdites associations. Les Directions provinciales des travaux publics assurent
l'assistance technique au niveau de l'entretien et la réparation, et effectue des
visites périodiques d'inspection pour s'assurer du bon fonctionnement du barrage
et de ses ouvrages annexes.
II.2- DESCRIPTION DES BARRAGES
Nous présentons succinctement les différentes parties de chaque barrage,
ses ouvrages annexes, les matériaux constitutifs et la géologie de ses fondations.
II.2.1- BARRAGE AIN AOUDA
a) Situation et accès
Le site se situe dans le domaine royal de Ain Aouda dans la province de
Temara-Skhirat à une vingtaine de kilomètre au sud de Rabat. L’accès au site se
fait par la route principale RP22 Rabat-Rommani-oued zem, ensuite par une des
pistes du domaine à 4.4 Km de Ain Aouda.(Fig.2 en annexes)
b) But de l’ouvrage Le barrage a été construit pour les objectifs suivants :
- l’irrigation d’une partie du périmètre agricole du domaine royal de Ain
Aouda ;
- la création d’un plan d’eau pour la pisciculture
- l’abreuvement du cheptel et du gibier de la région
c) Géologie du site
La région fait partie de la meseta côtière où la série stratigraphique comprend
des formations allant des schistes et quartzites du cambrien jusqu'au
conglomérat du pliocène.
d) Description de la digue
Le barrage est constitué d’une digue construite avec un mélange de limons
et de tufs plus ou moins argileux. La hauteur de l’ouvrage est de 10.5 m au
dessus de la fondation avec des pentes de talus de 3 h/1v pour l’amont et
2.75h/1v pour l’aval, la largeur en crête est de 5 m.
Compte tenu de la bonne qualité de la fondation il n'a pas été prévu de surélever
la crête pour compenser un quelconque tassement différentiel, le substratum
schisteux se trouve à une faible profondeur et a été atteint par décapage du
terrain de couverture.
La digue a été ancrée dans la fondation par une clé de 5 m de largeur au
plafond et 2 m de hauteur, centré au droit de l’axe de la digue. Cette tranchée a
été remblayée avec les matériaux limoneux du corps de la digue.
Un tapis drainant est prévu à la base de la partie aval de la digue et est
constitué d’une couche de gravier (Φ4-40mm) sur 40cm d’épaisseur, posé
directement sur la fondation et séparée du corps de la digue par une transition en
sable (Φ0.5mm) et constitue un filtre vis-à-vis des limons fins.
Le talus amont a été protégé par une couche de rip-rap (sur une épaisseur
de 50 cm) contre l’action de l’eau ( batillage et déferlement).Cette couche
reposera sur des couches de transition Φ4-40mm/0.5-5 mm et constitue un filtre
entre le rip-rap et le limon de la digue.
Le talus aval a été protégé par du tout venant.
e) Ouvrages annexes
Evacuateur de crue
Il a été dimensionné pour la évacuer crue de pointe millénale soit un débit
de 49 m3/p. C’est un dalot carré de 1.5 m de côté, implanté en rive gauche, il
débouche à l’aval dans un canal à ciel ouvert creusé dans la tranchée. L’entrée
du dalot a été stabilisée par une dalle en béton.
Vidange de fond
C’est une conduite circulaire en tôle d’acier Φ800, enterré et enrobée en
béton et de 43 m de long. A l’entrée un entonnement est aménagé avec insertion
d’une grille métallique fixe et une réservation pour le logement d’une vanne
batardeau. Des écrans anti-renard ont été disposés radialement à la conduite.
Une chambre à vanne est prévu à l’aval, dans laquelle sont disposées 2
vannes papillons en série : une de réglage et l’autre de garde.
Une zone de transition avec bassin amortisseur est prévue à la sortie de la
chambre à vannes, et un canal trapézoïdal pour conduire l’eau vers le lit de
l’oued.
II.2.2- BARRAGE AGGAY
a) Situation et accès
Le barrage est situé dans la province de Fès à environ 6 Km au sud-ouest
de Séfrou. L'accès au site se fait en empruntant une piste carrossable d'environ 6
Km, partant de la ville de Sefrou. (Fig.1 en annexe)
b) But de l'ouvrage
Le barrage est construit dans le but de protéger la ville de Séfrou contre les
crues.
c) Géologie du site et la fondation dans l'axe du barrage
Les rives sont constituées de dolomies massives, très fracturées, masquées
en bas de pente par des limons gravelo-caillouteux. De part et d'autre de l'oued
s'étendent de puissantes terrasses, d'épaisseur supérieure à 10 m, constituées par
une alternance de limons sableux et de couches graveleuses à galet
centimétrique. Le fond de la vallée est recouvert par les puissantes terrasses à
dominance limoneuse, ce qui assure l'étanchéité de la fondation.
d) Digue
La variante de digue adoptée est celle d'une digue homogène du fait de
l'importante terrasse limoneuse existante au voisinage du site et de la faible
qualité de l'enrochement qui ne pourrait pas servir pour une variante digue
zonée. La crête de la digue est calée à la côte 1055 NGM, soit une hauteur du
barrage sur terrain naturel de 37 m, la largeur en crête est de 5 m.
La coupe type présente:
- un talus amont de pente 4 h/ 1 v et un talus aval de 3 h/ 1v;
- le corps de la digue est constitué par un seul matériau, le limon;
- un drain tapis à l'aval, d'épaisseur 2 m prolongé par un drain cheminé
verticale. cette couche drainante est frettée de filtre pour se prémunir
contre toute érosion de la digue et de la fondation;
- un rip-rap de protection du parement amont ayant une épaisseur de 0.5 m
reposant sur une couche de drain de filtre.
Figure 5:Coupe type du barrage Aggay
e) Ouvrages annexes
Evacuateur de crues
L'évacuateur de crues, de type seuil déversant libre, est implanté en rive
gauche pour des raisons topographiques et géologiques (rocher affleurant et
meilleure restitution).
D'amont en aval il comporte:
- Une plate forme d'approche, non revêtue, arasée à la côte 1054 NGM;
- un mur bajoyer en béton, à droite de l'évacuateur, incliné du côté de la
digue où celui-ci prend appui;
- un seuil libre en maçonnerie en forme de bec de canard de 40 m de
longueur développé. ceci permet la réduction de la hauteur de la lame
déversante;
- un chenal de transition revêtu en maçonnerie;
- un coursier de largeur 20 m revêtu en maçonnerie de longueur 90m;
- un saut de ski pour la restitution des eaux dans l'oued, creusé dans la
roche.
Vidange de fond
L'ouvrage de vidange du barrage qui peut servir également de prise d'eau
est implanté en rive droite (rocher en faible profondeur), et encastré dans le
rocher sain pour éviter les problèmes de tassement. Il est constitué par une
conduite d'acier Φ800 mm enrobée dans un anneau en béton armé sur lequel
prendra appui le remblai. Le système de contrôle de la vidange est disposé en
pied aval du barrage et comporte deux vannes papillon disposées en série.
Le calage de l'entrée de la conduite a été fixé à la côte 1030NGM.
II.2.3 - BARRAGE AIT LAMRABTIA
a) Situation et accès
Le barrage de Ait Lamrabtia est situé sur l’oued Khanaaza à environ 250
m de sa confluence avec l’oued Tannous. Il est accessible par la route secondaire
reliant oulmès à Mekhnès qui passe par la confluence Khanaaza-Tannous. (Fig.3
en annexe).
b) But de l’ouvrage
Le barrage a été construit pour l’irrigation et l’abreuvement du cheptel.
c) Géologie du site
Les affleurements rencontrés sur le site et dans la cuvette sont des schistes
du primaire qui ont subi plusieurs phases tectoniques. La schistosité est plissée
et cisaillée donnant par endroit un débit en fragments millimétriques. Les
fractures sont fermées avec ou sans remplissage de quartz.
La rive gauche est entaillée par des talwegs dont les versants sud-ouest
sont dénudés, montrant les affleurements de schistes et les versants Nord –Est
sont couverts par des colluvions argilo schisteuses qui constituent par ailleurs le
support des herbages et des arbustes.
La rive droite est également entaillée par des talwegs montrant des
affleurements schisteux.
d) Description de la digue Le barrage de Ait Lamrabtia est une digue zonée. La digue a une hauteur de
13 m, une largeur en crête de 5 m et des pentes de talus amont de 3h/ 1v et aval
de 2.5h/ 1v ; un parapet en gabion de 1 m de haut est disposé sur le côté amont
de la crête. La digue comporte :
- Un noyau central vertical avec une largeur en crête de 3 m et des pentes
amont et aval de 0.5h/ 1v.La crête du noyau est protégée par des alluvions fines
sur 50 cm et des alluvions grossières sur 50 cm également.
- Une recharge aval comportant des alluvions fines écrêtées à 20 mm
disposée contre le noyau , pentée à 0.7 h/1 v et des alluvions grossières (tout
venant à 2.5 h/ 1v.
- Une recharge amont en alluvions grossières pentée à 3h /1v
- Un rip-rap de protection du parement amont ayant une épaisseur normale
de 1 m
Un sable de 50 cm d’épaisseur est interposé entre les alluvions fines et la
fondation. Ce sable est introduit dans les rives au contact du noyau et du talus de
la tranchée para fouille, ceci en raison de l’intense fracturation du rocher.
Figure 6: Coupe type du barrage Ait Lamrabtia
e) Ouvrages annexes
Evacuateur de crue
Il est implanté en rive droite, il s’agit d’un évacuateur à seuil libre de 8 m
de longueur, dimensionné pour une crue de pointe milléniale, soit un débit de 40
m3/s. D’amont en aval il comporte une plateforme d’approche, un seuil en
maçonnerie et un coursier revêtu sur les 10 premiers mètres.
Le seuil en maçonnerie a un parement amont vertical de 1 m de hauteur,
une crête plane de 50 cm de largeur suivie d’un talus avec une pente de 0.75 h/
1v. Le seuil est limité en rive droite par le talus de fouille non revêtu et côté rive
gauche par un mur de soutènement du remblai en maçonnerie. Le talus des
fouilles du chenal de l’évacuateur a une hauteur d’environ 2 m de façon à éviter
tout débordement.
812.00NGM
Vidange de fond La vidange de fond du barrage ait Lamrabtia est une conduite fondée au
rocher et implantée au pied de la rive droite de l’ouvrage. Elle a une longueur de
66.5 m et une section carré de 0.8 m de côté. La conduite est exécutée en béton
armé coffré avec des joints tous les 8 m de longueur traversés par des aciers. Ce
choix impose de disposer le système de vannage à l’amont pour éviter d’avoir
une conduite comportant des joints en charge sous le remblai. La disposition
amont des vannes entraîne l’exécution d’une tour de vanne noyé dans la retenue.
Le système de vannage comporte :
- une vanne de garde à glissement à l’extrémité amont, ayant une étanchéité
aval.
- Une vanne de réglage disposée à l’intérieur de la tour, de même
caractéristique que la vanne amont, mais avec une étanchéité amont.
Les deux vannes sont manoeuvrables depuis le sommet de la tour qui est
construite en maçonnerie et a une section de 4 m2.
II.2.4 - BARRAGE DE ARID
a) Situation et accès
Le barrage de Arid est situé dans la région de Rommani et est accessible
par la route principale P.22 à environ 1.8 Km de Rommani en direction de oued
zem, le barrage est au bord de la route. (Fig.4 en annexe).
b) But de l’ouvrage
Le barrage a été construit pour l’alimentation de la ville de Rommani en
eau potable et sa protection contre les crues.
c) Géologie du site
Le fond de la vallée est constitué d’une couche d’alluvions grossières peu
roulées avec des passages gravelo- sableux à gravelo-sablo-limoneux sur une
épaisseur de 4 cm. Les rives sont constituées d’argiles vertes, compactées
plastiques provenant du basalte altéré.
Le fond de la retenue et les parties inférieures des rives ; sont constitués
d’argiles rouges du trias, recouvertes par des dolérites basaltiques. Des diaclases
et des fissures à l’intérieur de ces dolérites affectent quelque peu l’étanchéité de
la cuvette, par contre les rives ne montrent aucun signe d’installation.
d) Description de la digue La digue a une hauteur de 17.5 m à partir du TN, une largeur en crête de 5 m,
occupée sur les 50 cm amont par un parapet en gabion de 1 m de hauteur et les
risbermes confèrent aux talus amont et aval une pente moyenne de 4.5 h/ 1 v.
Il est composé de :
- un noyau central avec une largeur en crête de 3 m et des pentes amont -
aval à 0.5 h/ 1 v. Il est construit à partir de limon argileux et se prolonge vers
l’amont par un tapis drainant de 1.5 m d’épaisseur. A l’aval un filtre de sable
propre d’épaisseur 1 m est disposé contre le noyau et se poursuit à partir du pied
aval du noyau jusqu’au puits de décompression par un tapis drainant de 1 m
d’épaisseur constitué d’alluvions fines. La partie supérieure est protégée par du
sable et des alluvions grossières sur 50 cm.
- Une recharge aval constituée d’alluvions tout –venant réglée suivant un
talus à 4 h/ 1 v, avec une risberme de 15 m de largeur au contact de la recharge
et du noyau, un filtre horizontal de 1 m d épaisseur assure l’étanchéité.
- Une recharge amont formée d’alluvions tout-venant avec une pente de 4
h/ 1 v comportant une risberme. Les recharges alluviales amont sont protégées
par une couche d’environ 70 cm d’épaisseur normale.
Le talus amont est protégé avec du rip – rap de dimension allant de 250à
500mm sur environ 70 cm d’épaisseur directement posés sur les alluvions de
recharge amont.
Figure 7: Coupe type du barrage Arid e) Ouvrages annexes
Evacuateur de crue
Il est situé en rive droite et a été dimensionné pour évacuer un débit de crue
de 150m3/s. Il se compose de :
- un seuil en maçonnerie de moellons en forme triangulaire. On a un profil
vertical à l’amont de 1.2 m de haut, horizontal en crête de 50 cm de largeur et
penté à 0.75h/1v à l’aval. Il est limité côté rive droite par un mur bajoyer en
- maçonnerie. Ce dernier a un profil poids avec une largeur en crête de 50
cm et des parements symétriques à 0.2h/1v.
- un chenal d’évacuation en maçonnerie de 40m de largeur dans la partie
centrale du coursier. Le chenal se termine par un massif en gabion sur lequel le
jet d’eau viendrait se briser.
Vidange de fond
C’est une conduite circulaire en béton armé de 80 cm de diamètre et 141.2 m
de long. Elle est située dans le corps du remblai en rive droite. Le système
comporte :
- une vanne de réglage disposée à l’intérieur de la tour ayant une étanchéité
amont.
- une vanne de garde à glissement à l’extrémité amont ayant une étanchéité
aval.
- un tour en maçonnerie avec une section carré de 4.5 m de côté et un puit
central d’accès et de manœuvre de la vanne de réglage.
II.2.5- BARRAGE DE BLAD EL GAADA
a) Situation et accès
Le barrage est situé sur l'oued Boukerfane à 5 Km au Sud-Est de la ville
de Fès, et à 1.5 Km environ à l'aval de l'intersection de cet oued avec la route
secondaire reliant la RP 20 à Sidi Harazem.
L'accès au site est possible en empruntant les routes goudronnées. (Fig.5 en
annexe).
b) But de l'ouvrage
Le barrage a pour but essentiel, le renforcement du débit de l'oued Fès
pendant les périodes d'étiage, afin de lutter contre les pollutions de la ville en
assurant un débit de salubrité. Il protège également la ville de Fès contre les
éventuelles crues.
c) Géologie du site
La morphologie du site est marquée par la présence des formations argilo
marneuses qui ont modelé la topographie de la région. Au droit de l'axe, la rive
gauche est constituée entièrement par des marnes verdâtres, massives ou en
plaquettes, d'âge tortonien. Ces marnes sont masquées par des colluvions limono
marneuses, de faible épaisseur (1 à 2 m) associées à des éléments de terrasses
qui forment le plateau au dessus des rives.
La rive droite est constituée de bas en haut par des marnes identiques à
celles de la rive gauche sur lesquelles reposent les matériaux de terrasse. Il s'agit
de terrasse d'âge quaternaire, constituée d'une alternance métrique de couche
argilo- crayeuses riche en concrétion blanches et de bancs conglomératiques
moyennement cimentés.
Le fond de la vallée est comblé par des terrasses alluviales constituées de
silts argileux à fissures de retrait et interceptés de lits lenticulaires de graviers
caillouteux. Le substratum est de nature marneuse.
d) Description de la digue La digue est à profil zoné, disposant d'un massif qui exploite dans les
proportions optimales les disponibilités en matériau dans la zone d'emprunt. La
largeur de couronnement à la côte 408 NGM a été fixée à 6 m et il est long de
390 m. La coupe type présente:
- un corps central étanche, constitué de limons argileux (noyau);
- une recharge amont et aval de composition identique, mais chaque
recharge est divisée en deux parties:
. La zone 2 A constituée par des alluvions écrêtées à 150 mm et
constitue la transition entre le noyau et les recharges;
. La zone 2, constituée par des alluvions grossières non écrêtées.
- un système de drainage aval constitué par un filtre cheminé et un drain
exutoire;
- une couche de rip-rap sur le talus amont et un pied en enrochement à
l'aval du drain exutoire.
Le noyau est central et dispose d'une largeur au sommet de 4 m, étant donné
les talus symétriques et pentés à 3v /1h. Cette géométrie résulte de la
considération des aspects principaux suivants:
- le caractère silteux des limons pour le noyau, avec des éléments de nature
calcaire au milieu;
- une perméabilité moyenne des limons;
- la résistance faible à l'érosion hydraulique interne des limons silteux.
Les pentes des talus ont été fixées à 3h/1v pour le talus amont et 2.5h/1v pour
le parement aval. Ces parements sont protégés par une couche de rip-rap sur 0.3
m d'épaisseur. Devant la grande hauteur du barrage (24.5 m sur T.N et 29.5 m
sur fondation), une risberme de 3 m de large a été prévue sur le parement aval à
la côte 392 NGM, ce qui sert comme passage à l'autre rive.
e) Ouvrages annexes
Evacuateur de crues
Il a été dimensionné pour transiter sous la côte 406.7 NGM, la crue de projet
correspondant à une fréquence de 1/5000, de 107 m3/s de débit de pointe laminé.
L'évacuateur de crue est un seuil libre, implanté en rive droite. Il est constitué de
l'amont vers l'aval des parties suivantes:
- un entonnement sous forme de plateforme horizontale creusé dans le
terrain naturel. De part et d'autre de la plateforme sont disposés des murs
guideaux;
- un seuil épais, de faible hauteur- type WES- dont la crête est à la côte 405
NGM; construit en béton et prolonge par un mur de coupure jusqu'au
substratum marneuse. La longueur du seuil est de 25 m.
- un coursier sous forme d'un canal de section rectangulaire, long de 140m;
il est perpendiculaire à l'axe du barrage et rectiligne sur les premiers 10m,
ensuite il prononce une rotation de 45° vers la gauche de manière à
s'orienter vers le lit de l'oued pour la restitution. Il se décompose de la
façon suivante:
. un premier tronçon large de 25 m et long de 37 m, de pente du radier
de 6.06%
. un convergent de 101 m de long, faisant passer la largeur du coursier
de 25 m à 15 m et une pente de radier de 12.87%.
Le canal est limité des deux côtés par un mur en maçonnerie de 2 m de haut;
toutefois, le mur de l'extrados de la partie courbe du radier est surélevé d'1 m-
hauteur de 3 m;
- un bassin de dissipation en devers de 30 m de longueur et 15 m de largeur,
disposant d'un contre épi à l'aval de 2 m de haut;
- une restitution à gradins en gabions, en nombre de trois; le premier et le
deuxième gradin sont longs de 30 m chacun; le troisième fait une
restitution directe dans le lit de l'oued.
Vidange de fond
Elle est implantée en rive droite et est constituée par une conduite
métallique de diamètre 800mm, et long de 110 m. La côte de la génération
inférieur est de 390 NGM. La conduite est encastrée dans le substratum sous le
remblai de la digue et elle est enrobée en béton légèrement ferraillé.
A l'amont, la vidange de fond est munie d'un entonnement adéquat et d'une
grille, et à l'aval de deux vannes Φ800 installées dans une chambre à vannes.
L'organe de dissipation de l'énergie de la vidange est constitué par un
bassin type impact, dimensionné à partir des recommandations du " Design of
Small Dams". A l'aval de la structure de dissipation un canal protégé par des
enrochements est disposé pour acheminer l'eau vers l'oued et pour lutter contre
les affouillements au pied du barrage.
Le débit maximum transitant dans la vidange de fond sous la PHE est de
5.3 m3/s et sous la charge RN de 5 m3/s.
II.2.6 - BARRAGE DE MAHREZ
a) Situation et accès
Le barrage est situé au sud de la ville de Fès sur l'oued Mahrez. Son
accessibilité est possible à partir de la R.S partant de Fès vers Sefrou. A la sortie
de Fès et sur environ 5 Km, on emprunt à droite la R.S qui relie la route de
Sefrou à celle d'Imouzzer, sur 800 m environ. A gauche, une piste de 5 Km
traversant les terrains agricoles jusqu'au barrage. (Fig.6 en annexe).
b) But du barrage
Le but principal assigné à cet ouvrage est la protection de la ville de Fès
contre les crues. Les volumes d'eau emmagasinés sont dérivés vers la retenue du
barrage Gaada.
c) Géologie du site
La géologie du site est marquée par la présence de formations meubles,
argilo silteuses qui ont modelé la topographie de la vallée, lui donnant un aspect
ouvert et doux. La rive droite est couverte par une formation argilo- limono-
caillouteuse. Par contre la rive gauche est couverte par des argiles limono-
tuffacées et des encroûtements calcaires par endroit.
Au fond de la vallée, les terrasses sont constituées de limons argilo
caillouteux sur une épaisseur dépassant 1 m. Le lit mineur de l'oued est comblé
par un matériau alluvionnaire dans une matrice argileuse.
L'étanchéité de la fondation est assurée par la formation argilo limoneuse
qui couvre l'ensemble du site et la retenue.
d) Description de la digue
Le barrage est à profil zoné, conçu pour exploiter dans des proportions
optimales les disponibilités des matériaux dans la zone d'emprunt.
Le profil type se compose de:
- un corps central étanche, constitué de limons argileux;
- une recharge amont et aval de composition identique, constituée par des
alluvions grossières;
- un système de drainage aval constitué par un filtre et un drain exutoire;
- une couche rip - rap sur le talus amont et un pied en enrochement à l'aval
du drain exutoire;
-
- un mur de protection en gabion de 1 m de haut est érigé sur le parement
amont pour protéger la crête contre tout déferlement des vagues lors d'une
crue maximale.
Le noyau est central et dispose d'une largeur en crête de 4 m, les talus sont
symétriques et pentés à 1.5H/1V.
La largeur de couronnement du barrage à la côte 500 NGM est de 5 m, les
pentes des talus de la digue sont fixées à 3H/1V pour le parement amont et à
2.5H/1V pour le parement aval.
Figure 8: Coupe type du barrage Mahrez e) Ouvrages annexes
Evacuateur de crues
Compte tenu des possibilités d'écrêtement des crues par la retenue et de la
nécessité de dériver une partie des eaux emmagasinées vers le barrage Gaada, il
a été projeté 2 évacuateurs de crues:
- un évacuateur principal implanté en rive gauche nécessaire pour évacuer
la crue de projet (Q1000 laminé = 250 m3/s), Sa longueur déversante est
de 50m.
- un évacuateur de dérivation, implanté en rive droite, et dimensionné pour
le débit laminé de la crue centennale qui passe dans cet ouvrage (Q100
laminé = 35 m3/s). La longueur déversante de cet ouvrage est fixée à 10 m.
Les deux ouvrages sont constitués par un seuil épais de faible hauteur, construit
en béton, suivi d'un coursier sous forme de canal, de section rectangulaire et
limité des deux côtés par des murs en maçonnerie.
Evacuateur de dérivation
L'évacuateur de dérivation est positionné en rive droite et est constitué de:
- un entonnement, sous forme de plateforme horizontale arasée à la côte
496 NGM. de part et d'autre de la plateforme sont disposés des murs
guideaux pour acheminer les filets d'eau vers le coursier;
- un seuil épais, construit en béton et prolongé en profondeur par un mur de
coupure jusqu'au substratum;
- un coursier, constitué par un premier tronçon en béton permettant
d'assurer entre le seuil épais en béton et le reste du canal en maçonnerie.
Un convergent permet de réduire la largeur du canal de 10 à 4 m. le canal
est limité des deux côtés par un mur bajoyer de 3 m de hauteur;
- un bassin de dissipation de 20 m de long et 4 m de large permettant de
restituer l'eau vers le canal de dérivation.
Evacuateur principal
Il est construit de la même façon que l'évacuateur de dérivation, mais il est
positionné en rive gauche.
La plateforme horizontale arasée à la côte 496.5 NGM est suivie d'un seuil épais
en béton d'une longueur déversante de 50 m. Cette dernière est prolongée par un
coursier permettant de réduire la largeur de 50 à 10 m.
Canal de dérivation
Pour dériver les eaux de la retenue du barrage Mahrez, on a opté pour un
canal à ciel ouvert car c'est le moins cher au niveau investissement et le plus
facile à réaliser.
Le canal est dimensionné sous un débit de 35 m3/s (débit de laminage de
la crue centennale), il est trapézoïdal sur 3115 m et rectangulaire sur 580 m. Il
est construit en perré maçonné, ceci, pour éviter l'érosion des terrains
encaissants et faciliter les conditions de marnage; de même pour améliorer les
conditions d'écoulement et assurer la pérennité de l'ouvrage.
Le radier du canal a une largeur de 3 m, son épaisseur ainsi que celle des berges
est 30 cm et sont en perré maçonné. Un collecteur longitudinal (20*20 cm) est
prévu le long du canal, au dessus du radier pour collecter les fuites et éviter les
sous pressions sous le perré maçonné.
Vidange de fond
Il s'agit d'une conduite circulaire en acier de 800 mm de diamètre, elle est
enterrée et enrobée de béton. La conduite débouche dans une chambre à vanne
équipée de 2 vannes papillon Φ800 (vanne de garde et de réglage). La chambre
abrite également un té et une vanne Φ200 pour la dérivation éventuelle de l'eau
vers l'oued. Les eaux de vidange sont restituées par un canal en maçonnerie vers
le canal de dérivation.
CHAPITRE III: RESULTATS DU DIAGNOSTIC
Notre diagnostic nous a permis de distinguer, outre les modifications
opérées sur les chantiers, deux grands groupes de problèmes: Il y a ceux qu'on a
constaté directement sur le corps des barrages et les problèmes qui sont relatifs
à la gestion de ces ouvrages.
A- MODIFICATIONS DE CHANTIER
Une modification a été apportée au profil du talus amont du barrage Arid.
Initialement une risberme était prévue à la côte 354 NGM, elle n'a pas été
réalisée. Ce changement n'est pas en faveur de la sécurité de l'ouvrage car il peut
engendrer des problèmes de fuites avec le raccourcissement de la longueur de
cheminement horizontal des eaux d'infiltration.
Des mesures correctives ont été apportées aux évacuateurs de crues des
barrages Ait Lamrabtia et Ain Aouda. L'évacuateur de crue des barrages Ait
Lamrabtia a été élargi. En effet, au début de sa construction une crue est
survenue lorsque sa hauteur atteignait environ trois mètres et a provoqué un
déversement. L'eau a emporté une grande partie du remblai. Cet incident a un
peu retardé le chantier car il fallait refaire des excavations des parties
endommagées et reprendre le compactage. Les observations effectuées sur la
crue ont permis de corriger la largeur de l’évacuateur de crue (il était sous
dimensionné), donc, au lieu de 8 m il a été élargi à 11 m.
- le même constat est signalé sur le barrage Ain Aouda qui dispose
maintenant de deux évacuateurs de crues. Le premier qui est de section
carré et ancré dans le corps de l'ouvrage s'est avéré insuffisant, il a fallu
donc réaliser un deuxième à seuil déversant en rive gauche pour suppléer
le premier afin d'écrêter des crues exceptionnelles.
Ces deux modifications sont des mesures correctives visant à garantir la sécurité
des ouvrages.
- Des apports sont également à signaler, il s'agit de l'ajout d'une vidange de
demi fond au niveau du barrage Mahrez, ce qui n'était pas prévu dans les études
et une conduite de prise d'eau pour le barrage Aggay. Là aussi ce sont des
mesures tendant à améliorer les conditions d'exploitation des retenues.
B- TYPES DE DEGRADATIONS SUR LES BARRAGES
On n'a pas constaté de désordre pouvant entraîner dans l'immédiat la ruine
des barrages. Toutefois, des signes de détérioration de degré de gravité différent
(selon l'état de l'organe affecté) ont été observés. De ce fait, on va distinguer
deux catégories de dégradations:
Les dégradations majeures: ce sont celles qui risque d'affecter à long terme la
stabilité des ouvrages ou qui peuvent engendrer des travaux lourds pour la
réhabilitation. Ces altérations nécessitent des interventions urgentes.
Les dégradations mineures: ce sont celles qui sont nuisibles au
fonctionnement normal de l'ouvrage et qui feront l'objet d'interventions légères.
1- Dégradations majeures
1.1- Erosion régressive sur le talus aval
Ce type de dégradation a été constaté sur le barrage Arid. On a observé
des zones de résurgence des eaux provenant probablement des puits de
décompression. Ces eaux provoquent une érosion régressive au niveau du pied
du talus aval (cf. Fig.9).
Figure 9: Erosion régressive sur le pied du talus aval (Barrage Arid)
Nous classons ces désordres comme celles pouvant entraîner la ruine du
barrage du fait que ce phénomène a entraîné pas mal de ruptures de barrages en
terre dans plusieurs pays; exemple barrage des Ouches dans le Puy-de-Dôme en
juillet 2001 en France [C].
Il faut noter que l’apparition de ces fuites n’est pas récente, elles existaient
depuis la première mise en eau du barrage, mais à un rythme relativement faible.
Un rapport d'une visite technique de l'Equipe d'exploitation de la Direction
Provinciale de l'Equipement de Khémisset (D.P.E.K) de 1996 mentionne
qu'elles étaient de l'ordre de 5.5 l/s. Ce débit n'empêchait pas l’ouvrage de se
remplir et d’assurer ses fonctions. Actuellement, la situation devient
préoccupante car le phénomène semble se généraliser sur toute la longueur du
talus. Il y a, en effet, une apparition de zones humides en rive droite (cf. Fig.10)
et un élargissement des trous où s'effectue la résurgence. Ces suintements sont
des signes précurseurs du phénomène de renard qui est redoutable pour ce type
d'ouvrage.
Figure 10: Apparition de zones humides en rive droite (Barrage Arid)
1.2- Présence de végétation arbustive sur les corps des barrages
On a observé ce type de dégradation sur cinq barrages. Ce phénomène est
particulièrement remarquable sur le barrage Ain Aouda où on a constaté une
densité assez importante d'arbustes en cours de régénérescence sur le parement
aval et la présence d'un arbre adulte en parement amont à proximité de
l'évacuateur de crue.
La présence des arbres et/ou arbustes sur les barrages en terre est à
proscrire. En effet, par le réseau de racines qu'ils développent, ces végétaux
peuvent entraîner le soulèvement et/ou la fissuration d'objets rigides (évacuateur,
vidange fond) et créer aussi des zones de cheminement préférentielle de l'eau le
long des racines surtout après leur mort avec le risque d'apparition de renard.
Ce phénomène doit être combattu au niveau de ces petits ouvrages: Il ne
s'agit pas de couper simplement ces arbustes, mais de les arracher si possible
(tout en prenant soin de remblayer et compacter la zone) ou d'appliquer un
produit nocif sur la cicatrice fraîche après la coupe. Les responsables de ces
ouvrages doivent avoir à l'esprit que plus un arbre est gros, plus son système
racinaire est développé, par conséquent, il serait plus judicieux d'intervenir au
stade juvénile.
1.3- Dégradations sur les coursiers
Trois cas majeurs de détérioration ont été constatés:
Les érosions du coursier du barrage Ait Lamrabtia où l'on a constaté
que la majeure partie du coursier de l'évacuateur de crue en aval de la crête a été
arrachée et détruite par les déversements (cf. Fig.11). La dalle du coursier était
mince, non armée et non ancrée.
Figure 11: Fracture des dalles du radier (barrage Ait Lamrabtia)
Par ailleurs, des dégâts sont également observés en amont du coursier
avec une destruction par cavitation de la maçonnerie du chenal avec
l'arrachement des gabions de protection (cf. Fig.12).
Figure 12: Erosion du chenal (Barrage Ait Lamrabtia)
Le second cas de dégradation qui intéresse le coursier est celui observé sur
le barrage Aggay. On a constaté un dépôt de matériaux provenant de
l'éboulement du versant de la montagne limitant la rive gauche du coursier (cf.
Fig.13). En effet, lors de la construction de l'ouvrage les excavations réalisées
sur le versant n'ont pas atteint le rocher stable et ont laissé le versant abrupt.
Cette situation a provoqué une érosion de la rive avec des éboulements. Ces
éboulements pourront entraîner une réduction du coursier ou de nuire à son
fonctionnement lors des prochaines crues, ce qui serait néfaste pour la sécurité
du barrage.
Figure 13: Zone d'éboulement du versant de la montagne (Barrage Aggay)
Le dernier cas est l'érosion provoquée, par les crues, de part et d'autre des
murs guideaux du coursier de l'évacuateur du barrage Arid (cf. Fig. 14-15). Les
origines de ces dégradations sont d'une part le fait que le mur de raccordement
du seuil à la rive droite n'a pas été réalisé et d'autre part la hauteur des murs
guideaux (1.2 m) qui est relativement faible par rapport à la hauteur de la lame
d'eau maximale (2m) qui doit être évacué.
Figure 14:Vue en plan schématique de l'évacuateur de crue (Barrage Arid)
Figure 15: Erosion provoquée par les eaux de crue sur la partie droite du coursier (Barrage Arid)
Crête digue
Talus aval
Talus amontSeuil de l'évacuateur
Coursier
Mur bajoyer
ErosionErosion
Colline TN
Mur de raccordement rive gauche
Murs guideaux
1.4- Désordres sur l'ouvrage de vidange
Les ouvrages hydromécaniques souffrent en général de problèmes de
maintenance et de manque de dispositions sécuritaires contre leur accessibilité.
Le dégât majeur constaté est le blocage des deux vannes (vanne de garde
et vanne de réglage) du barrage Arid depuis le mois de décembre 2002. En effet,
c'est lors d'une opération de vidange, effectuée par l'équipe d'exploitation de la
D.P.E.K, que l'incident s'est produit. Tout le système de vannage s’est décollé du
mur de la tour (les boulons de fixation ont cédé) lors de la manœuvre laissant la
conduite ouverte. Le débit de fuite à la sortie de la conduite était de l’ordre de
500 l/s pendant les mois de décembre – janvier. A la date de notre visite (le
06/03/03) le barrage était presque vide.
Une intervention de la D.P.E.K a permis de fixer l’axe de la vanne sans
toutefois stopper les fuites. Les vannes sont inaccessibles car le puit dans lequel
elles sont logées était presque plein. Les murs de la tour de vannes sont en
maçonnerie, ce qui entraîne beaucoup d'infiltrations dans le puit. Le même
constat a été observé sur le barrage Ait Lamrabtia qui dispose également d'une
tour de vannes avec un puit à moitié plein. Cette situation limite la marge de
manœuvre en cas d'urgence (blocage des vannes lors d'une crue…) et ne permet
pas par ailleurs, d'inspecter et de réparer l'étanchéité des vannes.
L'autre type de problème pour les ouvrages de vidange est la dégradation
des locaux dans lesquels ils sont logés. On a constaté au niveau des barrages
Aggay et Mahrez que les chambres de vannes ne disposent plus de portes (cf.
Fig.16), ce qui expose les conduites ainsi que les volants aux risques de
manœuvre accidentel et des actes de vandalisme. Les conduites présentent un
état de corrosion avancé. Ces détériorations sont des signes de manque
d'entretien qui vont conduire inéluctablement les chambres de vannes à la ruine.
l'état de ces chambres traduisent les signes d'abandon des ouvrages.
Figure 16: Absence de porte de la chambre de vannes (Barrage Mahrez)
2- Dégradations mineures
2.1- Tassement de la crête
Le profil général des crêtes des barrages est en bon état, néanmoins on
note un tassement différentiel sur le barrage Arid. Sur ce site la crête présente
une légère pente vers la rive gauche, ce qui crée un plan de ruissellement
préférentiel des eaux de pluies et des ravinements sur ce côté en talus aval.
On a observé également sur la crête du barrage Ain Aouda, des zones
d'orniérage avec des traces de stagnation des eaux de pluies, ceci est dû à
l'absence d'exutoire.
Ces désordres n'ont pas atteint un niveau critique, cependant, ils sont
nuisibles du fait qu'ils constituent des zones de concentration des ruissellements
qui acquièrent ainsi une puissance érosive accrue.
2.2- Rupture mur parapet
Pour ce qui est de l'état des murs parapets, on signale des cas de ruptures
mineures d'environ 1 m et 2.5 m respectivement sur les barrages Blad El Gaada
et Mahrez, ce sont des passages crées pour la circulation des animaux.
Sur le barrage Arid, on a constaté des cas de multiples ruptures de fils de
la cage du parapet (constitué d'une rangée de gabion) et des prélèvements de
gabions.
Tous ces dégâts sont provoqués par des actes de vandalisme.
2.3- Déplacement de la protection du talus amont
Ce type de désordres est constaté sur les barrages Blad El Gaada et
Mahrez. Il s'agit des déplacements ponctuels de l'enrochement de la protection
antibatillage. En effet, il y a une activité de pêche qui s'effectue sur lesdits sites
et les pêcheurs déplacent les blocs de rip – rap (vers la base du parement) pour
rechercher des vers. Ainsi, il y a une désorganisation avec des éboulements de
l'enrochement de la partie supérieure mettant donc à nu par endroit la couche de
transition.
L'action des vagues sur cette partie peut creuser le remblai et aboutir ainsi
à la formation de marche d'escalier. Cela peut conduire ensuite à des glissements
localisés qui progressent peu à peu en diminuant à terme la largeur en crête du
remblai.
Pour ces cas de désordres localisés, il suffit de procéder à des réparations
ponctuelles, en remettant en place les enrochements.
2.4- Désordres impliquant la vidange de fond
On a constaté également un envasement total du canal de restitution de la
vidange de fond du barrage Blad el Gaada (cf.Fig.17) et celui de Ain Aouda. Cet
état perturbe inéluctablement le fonctionnement normal des ouvrages.
Figure 17: Envasement total du canal de restitution à l'exutoire de la vidange de
fond. (Barrage Blad El Gaada)
2.5- Envasement du Canal de liaison Mahrez- Blad El Gaada
Il convient de souligner tout d'abord la place primordiale qu'occupe le
canal dans la gestion des deux ouvrages et particulièrement celui de Mahrez. La
gestion des eaux du barrage Mahrez se fait de telle sorte qu'il n'y ait pas de
restitution des crues par l'évacuateur principal. En effet, l'évacuateur principal
situé en rive gauche du barrage restitue directement les eaux dans l'oued, ce qui
risque de provoquer des inondations de certains quartiers de la ville de Fès.
Ainsi, le canal, Outre le fait qu'il permet le transfert d'eau entre les deux
barrages, il constitue le deuxième évacuateur de crue du barrage Mahrez. Alors,
c'est grâce à lui qu'on évite la restitution par l'évacuateur principal.
A titre indicatif sur les transferts d'eau, on signale que des transferts
d'environ 110.000 m3 ont eu lieu du 28/04/03 au 4/04/03 à raison d'un débit de
182 l/s.
Les dégâts notés sur cet ouvrage sont essentiellement les dépôts de vase
provenant surtout de la vidange de demi fond du barrage Mahrez et les érosions
du mortier de revêtement des berges. L'envasement est beaucoup plus accentué
en amont du canal et s'étend depuis la jonction des deux canaux (canal de
vidange de demi fond et canal de liaison) sur environ 300 m (cf. Fig. 18). On
note également à ce niveau une stagnation de l'eau à l'amont du canal.
Figure 18: Etat des dépôts solides et stagnation de l'eau dans la partie amont du canal de liaison
Des opérations de curage du fond du canal s'imposent donc pour faciliter
l'écoulement de l'eau et éviter en même temps le transfert de vase du barrage
Mahrez vers le barrage Blad El Gaada.
2.6- Etat des retenues
L'absence d'échelle limnimétriques sur les barrages ne nous permet pas de
donner une idée exacte sur les taux de remplissage des barrages. Néanmoins, les
estimations de l'équipe d'exploitation des barrages Mahrez et Blad El Gaada font
état, à la date de notre visite (le 15/04/03), respectivement des taux de 56% et
44% pour ces barrages. Le barrage Ait Lamrabtia était à 100% plein et déversait.
Pour ce qui est des autres sites on ne peut pas s'aventurer à donner une
estimation.
Les taux d'envasement selon les services d'exploitation des barrages, sont
estimés à environ 20% pour Ain Aouda et Arid et à 30% pour Ait Lamrabtia.
Ces taux relativement élevés sont liés au mode de gestion des barrages. En effet,
les vidanges ne se font pas régulièrement, il n'y a pas de consigne d'exploitation
et il existe certains barrages où l'on ne fait plus de vidange en occurrence les
barrages Aggay et Mahrez.
Pourtant, vu la capacité réduite de ces ouvrages, une gestion
parcimonieuse de leur capacité s'impose pour pouvoir atteindre la durée de vie
escomptée. De plus, outre le désenvasement que la vidange provoque, elle
permet de maintenir en bon état de fonctionnement les ouvrages de contrôle.
Des problèmes d'étanchéité existent sur le barrage Aggay où il y a
beaucoup d'infiltrations dans la cuvette, ceci est dû à la géologie de la cuvette
qui est constitué par un affleurement de couche de dolomies intensément
fracturé.
2.7- Dispositifs d'auscultation
Sur les six barrages, trois étaient équipés seulement d'échelles
limnimétriques, mais actuellement il ne reste que des traces.
Ce dispositif représente un minimum en matière d'équipement d'un
barrage et tout ouvrage doit en posséder. Il participe à la gestion de la retenue
par une connaissance continue des volumes d'eau disponibles et permet
d'enrichir les données hydrologiques par mesure des débits de crues, de ce fait il
devrait être protégé.
Le développement des arbres et arbustes sur le talus aval des barrages est
un signe des infiltrations dans le remblai, mais aucun moyen ne nous permet
d'avoir une idée sur l'importance des sous pressions qui y règnent. Il faut dire
que l'état de santé des barrages ne peut être évalué complètement sans des
mesures d'auscultation.
A la lumière de ce diagnostic on note que l'ensemble des dégâts observés, de
natures diverses, est la conséquence directe d'un problème majeur qui est la
mauvaise gestion de ces petits ouvrages. On abordera ce problème dans le
paragraphe suivant.
C- PROBLEMES RELATIFS A LA GESTION DES BARRAGES
L'un des problèmes majeurs dont souffrent les petits barrages en terre
Marocains est celui qui est imputable à la gestion et à l'entretien de ces petits
ouvrages.
Conformément à l'accord tripartite, ce sont les bénéficiaires de l'eau des
retenues regroupés en associations ou coopératives d'usagers des eaux sous la
tutelle de Messieurs les Présidents des Communes concernées qui devraient
assurer la gestion et le financement des opérations d'entretien des petits barrages.
Certes les premières expériences ont montré des signes encourageants et
des retombés positifs pour le développement du monde rural. Néanmoins, ceci
ne constitue pas une bonne base pour confier l'entretien des petits barrages aux
Communes. Cette décision d'accorder aux Communes la responsabilité de
l'entretien des barrages a été appliquée à tous les petits barrages et dans toutes
les régions sans une étude préalable sur les capacités réelles et l'intérêt des
Communes bénéficiaires à honorer cette tâche. La réalité du terrain est que ces
Communes n'ont pas les ressources nécessaires pour assumer cette
responsabilité, et on a tendance à voir qu'elles portent peu d'intérêt à l'entretien
des barrages. Cela se ressent au niveau de l'état des ouvrages. En effet, les
Communes ne disposent pas de budget pour l'entretien régulier des barrages, ce
qui accélère leur rythme de vieillissement. Certaines Communes n'ont pas jugé
nécessaire de se procurer les services d'un gardien laissant donc leurs barrages
abandonnés dans la nature avec le risque des actes de vandalisme et de
détérioration des ouvrages annexes (vol des portes des chambres de vannes,
ouverture et/ou blocage des vannes…). De même pour la réparation des dégâts,
il y a une réticence pour le financement de la part des Communes. Ce qui
entraîne une évolution des désordres qui occasionnent d'une part, un
alourdissement du coût d'intervention et d'autre part, le risque de conséquences
néfastes pour l'ouvrage et la population en aval. Pour y remédier certaines
Directions Régionales de l'Equipement interviennent souvent soit en prenant en
charge le gardien le cas échéant (c'est le cas de la D.P.E.K) soit elles prennent en
charge les opérations d'entretien.
Un autre aspect des problèmes liés à la gestion des barrages est le mode
d'exploitation des retenues. Il y a peu ou pas de terres aménagées pour
l'irrigation à l'aval des barrages. De ce fait l'eau n'est pas utilisée et à chaque
crue les retenues se remplissent. En plus de cela les opérations de vidange ne
s'effectuent pas normalement. On note le cas du barrage Blad El Gaada où les
lâchers d'eau provoquent l'inondation d'un quartier clandestin qui s'est établi (au
su de la Commune) juste à l'aval de l'ouvrage. Cette situation fait qu'il est
difficile d'effectuer des lâchers avec des débits importants. Il y a également le
cas du barrage Mahrez où les lâchers se font uniquement par la conduite de la
vidange de demi fond (des lâchers par la vidange de fond risquent de provoquer
des inondations dans certains quartiers de la ville de Fès comme le quartier
Mont Fleuri), ce qui ne permet pas d'évacuer une vase assez importante de la
retenue. Au niveau de ces deux sites on constate actuellement, une réoccupation,
par des agriculteurs, des terres non inondées dans la retenue (ces terres ont été
pourtant expropriées). Cette situation conduit à la réduction de la superficie de la
retenue et augmente le risque d'envasement.
Le cas le plus critique est celui du barrage Aggay, l'ouvrage est abandonné
à lui-même de la part de la Commune et de la Direction Provinciale de
l'Equipement de Sefrou. Aucune visite technique ne se fait, pas de lâchers et
pourtant le barrage dispose toujours d'un volume d'eau assez important. Cette
situation est déplorable dans la mesure où l'ouvrage assure la sécurité de la ville
de Sefrou et tout incident peut engendrer des conséquences sur les habitations en
aval.
Même si les Communes n'arrivent pas à s'acquitter de leurs tâches, c'est
aux responsables des Directions Provinciales de l'Equipement de les soutenir
dans la mesure où elles sont impliquées dans la gestion des barrages. En effet,
c'est à elles qu'incombent les tâches des visites techniques pour des inspections
de routine les lâchers d'eau pour la vidange et/ ou le transfert d'eau en ce qui
concerne les barrages Mahrez et Blad El Gaada. Elles devraient aussi encourager
les responsables des Communes à créer des activités autour des barrages de sorte
à assurer un budget d'entretien. Pourtant certaines Communes comme celle du
Sais (barrage Blad El Gaada) et celle d'Ouled Tayeb (barrage Mahrez) ont tenté
quelques initiatives en essayant de créer des activités de pêche par
l'empoissonnement de leur barrage respectif. Mais, ce fut un échec car il n'y a
pas eu de suivi (absence de service de gardiennage) et la pêche s'est faite de
manière anarchique. Dans ces cas précis il faut tirer les leçons de l'échec et
repartir sur de bonnes bases et surtout avec des projets établis dans un processus
de développement durable.
CHAPITRE IV: REHABILITATION DES BARRAGES
IV.1- REHABILITATION DES DEGRADATIONS CONSTATEES SUR
LES BARRAGES
Il importe de signaler que les devis estimatifs sur les coûts des travaux de
réhabilitation ne sont représentatifs. On n'a pas fait une étude des prix, mais ce
sont des prix estimés à partir des communications personnelles avec des chefs
des services d'exploitation des barrages de Khémisset et de Fès. Les tableaux des
devis sont à titre illustratif.
BARRAGE AIT LAMRABTIA
Tableau 2: Tableau de réhabilitation du barrage Ait Lamrabtia
Dégradations observées Solutions proposées
Erosion de la maçonnerie du chenal et des dalles du coursier de l'évacuateur de crues
Confortement de la maçonnerie et réalisation des dalles en béton légèrement armé qui sera ancré dans la fondation
Présence d'arbustes sur le talus amont
Les arbustes devront être coupés
Devis estimatif de réhabilitation Travaux U Prix unitaire
(DH) Quantité Prix total
(DH) Réalisation des dalles en
Béton légèrement armé pour radier
M3 750 33 24750
Confortement de la Maçonnerie du chenal
M3 300 6 1800
Total 26550
Explicatif des travaux: La réhabilitation de ce barrage consiste à réaliser, au
niveau du coursier, des dalles en béton légèrement armé, d'une épaisseur de 30
cm sur 15 m de long et 11 m de largeur et qui sera ancrées dans le substratum.
Le confortement de la maçonnerie sera réalisé sur les cinq premiers mètres du
chenal.
Cette disposition permettra de réduire les interventions récurrentes sur le
coursier. Le confortement de la maçonnerie se fera sur les premiers 5 m.
Les arbustes présents sur le talus amont devront également être arrachés ou
coupés tout en ayant soin d'éliminer régulièrement les repousses.
BARRAGE ARID
Tableau 3: Tableau de réhabilitation du barrage Arid
Dégradations
observées
Solutions proposées
Vannes non fonctionnelles
Remplacer tout le système de vannes
Débordements de l'eau sur les murs guideaux
Rehausser les 2 murs et réaliser le mur de raccordement en rive droite
Erosion au niveau des puits de décompression
Une étude approfondie devrait être effectuée pour déterminer les origines exactes des fuites et contrôler les débits de fuite.
Devis estimatif de réhabilitation Travaux U Prix unitaire
(DH) Quantité Prix total
(DH) Vannes neuves 70.000 1 70.000
Rehausse des deux murs en maçonnerie
M3 350 30 10.500
Total 80.500
Explicatif des travaux: Les travaux de réhabilitation seront de remplacer tout le
système de vannage; de réaliser le mur de raccordement du seuil rive droite de
l'évacuateur et de surélever les murs bajoyers. Ces murs seront arasés à la même
côte que la crête du barrage et auront de ce fait une hauteur de 2.5 m sur le
terrain naturel sur toute la longueur du coursier.
BARRAGE AGGAY
Tableau 4: Tableau de réhabilitation du barrage Aggay
Dégradations observées Solutions proposées
Absence de porte pour la chambre à vanne
Equipement de la chambre de vanne d'une porte
Pas de service de gardiennage ni de local pour le gardien
Construction de local pour le gardien
Eboulement du versant de la montagne
Protection du versant
Devis estimatif de réhabilitation Travaux U Prix
unitaire (DH)
Quantité Prix total (DH)
Mise en place d'une porte pour la chambre de vanne
1 1500 1500
Construction d'un local pour le gardien en maçonnerie
Forfait 60.000
Total 61.500 Explicatif des travaux: La réhabilitation de ce barrage consiste à équiper la
chambre de vanne d'une porte et la construction d'un local de 9 m*9 m (3 pièces
et une cuisine) pour le gardien. Les réparations dans l'immédiat des éboulements
devront consister à évacuer régulièrement les dépôts des matériaux et pour une
solution à long terme il va falloir prévoir une stabilisation du talus vertical par
un système de treillis soudé et de béton projeté.
NB: Le type de local proposé est généralement construit lors de l'installation de
chantier. Donc, pour des futurs projets des petits barrages il faudrait que les
bénéficiaires pensent à conserver ces installations pour les gardiens.
BARRAGE BLAD EL GAADA
Tableau 5: Tableau de réhabilitation du barrage Blad El Gaada
Dégradations observées Solutions proposées
Absence de service de gardiennage et pas de local pour le gardien
Aménagement d'un local pour le gardien
Envasement total du canal de la vidange de fond sur environ 5 m.
Curage du canal
Déplacement des enrochements en talus amont
Réparations ponctuelles des parties dénudées
Devis estimatif de réhabilitation Travaux U Prix unitaire
(DH) Quantité Prix total
(DH) Aménagement du local pour le gardien
Forfait 60.000
Total 60.000
Explicatif des travaux: La réalisation d'un local pour le gardien est un préalable
pour la réhabilitation de ce barrage. Ainsi, les gestionnaires pourront lancer de
nouveau des projets d'exploitation de la retenue. La réparation des enrochements
déplacés consiste à remettre en place les enrochements déplacés. Le canal de
restitution devra être désenvasé totalement.
BARRAGE MAHREZ
Tableau 6: Tableau de réhabilitation du barrage Mahrez
Dégradations observées Solutions proposées
Absence de porte pour la chambre de vanne de la vidange de fond et de demi-fond
Equipement de la chambre de vanne d'une porte
Pas de service de gardiennage ni de local pour le gardien
Construction de local pour le gardien
Envasement du canal de liaison Curage du canal
Devis estimatif de réhabilitation Travaux U Prix
unitaire (DH)
Quantité Prix total (DH)
Mise en place des deux portes pour les chambres de vanne
1500 2 3000
Construction d'un local pour le gardien en maçonnerie
Forfait 60.000
Total 63.000
Explicatif des travaux: Les travaux vont consister à construire un local de 9 m*9
m pour le gardien, à l'équipement des portes pour les chambres de la vidange de
fond et de demi fond et un curage du canal de liaison surtout sur les premiers
500 m au moins.
Enfin, pour ce qui est du barrage Ain Aouda, les interventions seront axées
simplement sur l'élimination des arbres et arbustes sur les talus amont et aval.
IV.2- RECOMMANDATIONS POUR UNE MEILLEURE GESTION DES
PETITS BARRAGES
Considérant l'importance de l'effort financier consenti par l'Etat, depuis les
années 1980 en matière de réalisation des petits ouvrages hydrauliques;
considérant la nécessité de sauvegarder et de maintenir le patrimoine
hydraulique de façon à lui garantir l'efficacité et la rentabilité maximale en vue
d'assurer la réalisation des objectifs escomptés; considérant les conséquences
graves qui pourraient résulter d'une maintenance insuffisante des ouvrages
hydrauliques. Nous recommandons:
Volet technique:
- d'accorder les moyens humains, techniques, et financiers, nécessaires aux
Communes ou d'organiser des sessions de formation continue pour leurs
personnels afin qu'ils puissent assurer d'une manière plus permanente la
maintenance, l'entretien et la remise en état des barrages;
- d'aménager des pistes d'accès et des locaux pour les gardiens pour les barrages
qui n'en disposent pas;
- d'équiper chaque barrage d'un service de gardiennage pour assurer la sécurité
des ouvrages;
- d'installer dans les ouvrages un appareillage d'auscultation aussi simple et
robuste surtout pour le suivi des pressions interstitielles et permettre les études
d'auscultation destinées à prévenir les incidents éventuels;
- une programmation correcte des différentes activités relatives à la gestion
normale des retenues à travers un cahier de consignes d'exploitation,
particulièrement pour les opérations de vidange et des visites techniques. Par
exemple, les vidanges doivent être faites à l'occasion de passage des crues et les
visites d'inspection générale une fois tous les deux ans et après une année
particulièrement pluvieuse;
- chaque Equipe d'exploitation d'un barrage doit disposer d'un registre qui
constituera en quelque sorte le "cahier journal" de l'ouvrage;
- de créer des activités rémunératrices autour de ces petits ouvrages (pisciculture
ou activité touristique) afin de disposer de moyens adéquats pour les éventuelles
opérations de réparation;
- pour palier à l'absence de dispositifs d'auscultation au niveau des petits
barrages, il faudrait au moins mettre l'accent sur des inspections visuelles. Elles
devraient être effectuées régulièrement à l'instar de ce qui se fait pour les grands
barrages au Maroc. En effet, pour ces derniers, les études d'auscultation consiste,
en plus de la collecte et l'interprétation des mesures d'auscultation, à effectuer
une visite annuelle par une équipe d'ingénieurs spécialisés afin de procéder à une
inspection visuelle de toutes les parties des barrages et de ses ouvrages annexes.
Volet réglementaire
Sur le plan de la réglementation il importe de signaler qu'il n'existe pas de
loi sur la sécurité des barrages au Maroc. Pourtant, le Maroc dispose d'un grand
nombre de barrages et ces ouvrages constituent un patrimoine national qu'il
convient de protéger durablement. Alors, des normes de sécurité pour les
barrages devront être établies.
De ce fait, nous suggérons aux Autorités Gouvernementales de s'inspirer
des exemples des cas d'accidents qui se sont produits dans d'autres pays pour
créer un Comité des petits barrages. Ce Comité devra œuvrer à l'élaboration
d'un projet de loi sur la sécurité des barrages. Mais, ceci devra être précédé
d'abord par la création d'un répertoire de tous les barrages dont la rupture
engendrera de lourdes conséquences pour la population en aval. Ce répertoire
devra contenir tous les renseignements relatifs à chaque ouvrage, notamment
pour ce qui concerne la localisation, la taille et les caractéristiques des barrages,
leur état général ainsi que leur classification effectuée sur la base des paramètres
de sécurité (la population en aval et les biens publics).
Cette loi devra comporter un double contrôle spécifique, a priori (conception,
réalisation et mise en service) et a posteriori (exploitation, inspection,
surveillance). Elle imposera par ailleurs une série d'obligations aux exploitants
de barrages, notamment en ce qui a trait à l'évaluation et au contrôle de la
sécurité de leurs ouvrages, à l'exécution des correctifs ainsi qu'à la mise en
oeuvre de plans de gestion des eaux et de plans de mesures d'urgence. De plus,
elle devra renforcer les moyens d'intervention dont disposent les autorités
publiques concernées afin de prévenir ou corriger toute situation susceptible de
compromettre la sécurité des personnes et la protection des biens à l'aval.
CONCLUSIONS
A l'issu de ce travail on note qu'avec le souci de minimiser les coûts de
construction, les barrages n'ont pas été réalisés à 100%. En effet, on a constaté
que les petits barrages étudiés ne sont pas équipés de dispositifs d'auscultation.
Ce qui ne permet pas le suivi de certains paramètres (sous pressions,
tassement…) dans le remblai et limite de ce fait la fiabilité sur l'analyse de la
santé de ces petits ouvrages. Néanmoins, à travers l'observation visuelle on a pu
recensé un certain nombre de détériorations sur les barrages et leurs ouvrages
annexes. Ces dégradations de natures diverses (érosion régressive, présence de
la végétation arbustive, défaillance de vannes…) n'entraînent pas nécessairement
la ruine des barrages, mais nécessitent des interventions urgentes afin d'éviter le
risque d'engendrer des travaux lourds. De ce fait, on ne peut pas affirmer que les
barrages se portent bien car cela donnera un faux sentiment de sécurité, il est
plus judicieux de signaler que le risque de rupture brusque reste minime.
Les causes des dégâts observées sur les barrages sont, en grande partie,
imputables au manque d'entretien. Les Communes n'arrivent pas à supporter les
frais d'entretien et de réparation des ouvrages. Cela est dû au fait qu'il n'y a
aucune activité rémunératrice autour de ces retenues. Ainsi, certains barrages
sont abandonnés dans la nature au risque des actes de vandalisme.
Les réhabilitations proposées se résument essentiellement à des petits
travaux de confortement pour les dégradations, et des recommandations pour
une gestion conséquente des barrages. Ces recommandations sont regroupées en
deux volets: un volet technique renfermant les tâches à accomplir pour assurer la
gestion des barrages et un volet réglementaire qui est relatif à la création d'une
loi sur la sécurité des barrages.
Pour ce qui est des recommandations émanent de ce travail, nous
suggérons que:
• des études plus approfondies soient effectuées sur le barrage Arid pour
déterminer les origines des fuites;
• des études pour la stabilisation des versants de la montagne du barrage Aggay;
• des travaux Similaires à notre étude soient effectués sur les autres types de
petits barrages et étendues à d'autres régions.
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES :
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[21] Direction des Aménagements Hydrauliques, (1985) Programme des barrages
collinaires. Barrage Ait Lamrabtia. Mémoire technique et justificatif.
[22] Direction des Aménagements Hydrauliques, (1989). Programme des
barrages collinaires. Barrage oued Arid. Mémoire technique et justificatif.
WEBOGRAPHIE :
[A] www. cnrs.fr/dossiers/doseau/AAdégradation/200-htm, 10.8 Ko
[B] www.environnement.gouv.fr, le risque barrage, 25 janvier 2000
[C] www.cemagref.fr/ presse/InfMédia/Im51/Quand les barrages cèdent
cor1.doc, janvier 2002
[D] www.dodson-hydro.com/Dam Safety And Rehabilitation
[E] http://www.aude.pref.gouv.fr/ddm/PDF/barrage.pdf
[F] http://www.dams.org/dam_stats_fr.htm
[G] http://www.mpl.ird.fr/suds-en-ligne/fr/eau/barrages/lacs-co2.htm
[H] http://users.Skynet.de/pereinar/site-tpe/dossiers/barrages/barrages.html
[I] http://www.dams.org/report/wcd_tour.htm
[J] http://www.cbdb.org.br/small Dams/ACCEIL.HTM
ANNEXES
CHECK-LIST POUR VISITE D'UN BARRAGE EN TERRE
Date visite:………………
Nom du barrage :…………………………………..
Cordonnées géographiques :…………………….
But de l’ouvrage :…………………………………..
Côte du plan d'eau par rapport au niveau normal:…………
Service de gardiennage:……………………………
Etat du corps de l'ouvrage:
Points à obsrver Renseignements notés Observations
Couronnement du remblai:
- état de la crête du
barrage
murette pare-vague
Parement amont
- Etat de la protection
antiballage
Parement aval:
-état général du talus
-Présence de ravins
Zones humides et
suintements
-amorce de glissement
- Orniérage ?
- Points bas? - Profil général de la crête
Rupture/ fissure? - déplacement des rip-rap? -déformation du parement en marche d'escalier? - présence de végétation arbustive? - nombre, importance, profondeur, origine? - localisé? - sur des lignes horizontales? - instabilité du talus
Etat des ouvrages annexes: Points à observer Renseignements à noter observations
Evacuateur de crues - seuil
- coursier
- bajoyers
- dissipateur d'énergie
Vidange de fond - vannes
- tour de prise
Evènements marquants depuis la précédente visite
Noter le type d'évacuateur
-état général
présence d'obstacles
état général?
érosion radier?
végétation?
stabilité, déformations
fissuration?
Débordements?
érosion?
Déformation des structures
déplacement des
enrochements
Noter le nombre et le type en bon état de fonctionnement? essai lors de la visite? Corrosion? rouille? problème d'étanchéité, état général présence d'eau dans le puit? travaux d'entretien? travaux de confortement? très forte crue?
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Fiche synoptique du barrage Mahrez A- Données générales •Maître d'œuvre : DAH • Bureau d'étude : SCET- MAROC • Province : Fès B- Caractéristiques hydrologiques • Superficie du bassin versant : 107 km2 • Apports moyens interannuels : 8.5 hm3 • Débit de la crue de projet (T= 1000ans) : 450 m3/s C- Caractéristiques de la retenue •Cote de la R.N : 496 NGM • Niveau P.H.E : 498.5 NGM • Volume à R.N : 620 000 m3 • Surface à R.N : 18.52 km2 •Taux d'envasement : 25 000 m3/ an D- Géologie de la fondation:La géologie du site est marquée par la présence de formation meubles, argilo-silteuses. Le fond de la vallée est constitué de limons argilo caillouteux sur environ 1 m. E- Le barrage La digue •Type variante : digue zonée • Côte en crête : 500 NGM • Longueur en crête : 508 m • Largeur en crête : 5 m • Hauteur max sur fondation : 17 m • Hauteur max sur T.N : 14 m • Pente du talus amont : 3 H/ 1 V • Pente du talus aval : 2.5 H/ 1V • Volume de l'ouvrage : 145 750 m3 F- Les ouvrages annexes F-1. Evacuateur de crues •Type : seuil libre • Implantation : rive gauche • Côte du seuil : 496.5 NGM • Longueur de déversement : 50 m • Crue de projet (T = 1000 ans) : 450 m3/s F-2. Vidange de fond •Type : conduite circulaire en acier •Implantation : dans le barrage en rive droite •Section : Φ800 • Longueur : 42.6 m •Contrôle : grille amont et deux vannes papillons Φ800 disposées à l'aval •Côte seuil entonnement : 493 NGM G- Canal de dérivation
Débit de dimensionnement : 35 m3/s Longueur totale : 4100 m Type : canal en maçonnerie trapézoïdal sur
3115 m et rectangulaire sur 985 m. Pente des berges : 3H/ 2V Largeur au fond : 3 m Implantation : rive droite
H- Coût global et délai d'exécution Coût global (barrage + canal) : 30 MDH Délai d'exécution (barrage + canal) : 22 mois
Fiche synoptique du barrage Arid
A- Données générales : • Nom : Oued Arid • Situation : Pronvince de Khémisset • Hydrologie : • Bassin versant : Superficie 24 km2 • Les crues
Période de retour (ans) 10 50 100 500 1000 Débit de pointe (m3/s) 15 32 40 60 70
• Envasement : le taux d’envasement est
évalué à 5300 m3/an C- Géologie de la fondation : Le fond de la vallée est constitué d'une couche d'alluvions grossières avec des passages gravelo-sableux à gravalo-sablo-limoneux sur une épaisseur supérieure à 4 m. D- La retenue • Côte de la retenue normale : 362 N.G.M • Côtes des plus hautes eaux : 363 N.G.M • Volume de la cuvette en retenue normale : 660 000 m3 E- Le barrage : La digue : • Type du barrage choisi : remblai zoné • Hauteur maximum au dessus de la fondation : 19.60 m • Hauteur maximum sur TN : 17.50 m • Côte crête : 364 N.G.M + parapet amont de 1 m de
haut • Longueur en crête : 205 m • Largeur en crête : 5 m – parapet de 0.5 m de largeur •Pente des talus amont : 4.5 H/ 1 V aval : 4.5 H/ 1 V • Volume total de fouilles : 31 500 m3 • Volume total de remblai : 220 000 m3 • Volume total de béton : 1520 m3 F- Ouvrages annexes F- 1. Evacuateur de crue : • Type : seuil libre • Implantation : rive droite • Côte du seuil : 362 N.G.M • Longueur de déversement : 70 m • Débit maximal évacué sous PHE : 133.3 m3/s • Restitution : chenal non revêtu
F- 2.Vidange de fond : • Type : conduite en béton coffré, fondé au
rocher • Section : circulaire de 80 cm de diamètre • Côte seuil d’entonnement : 349 N.G.M • Côte seuil à la sortie : 346.25 N.G.M • Longueur de la conduite : 141.20 m • Pente moyenne : 2 % • Débit maximum sous la RN : 5 m3/s • Contrôle : par deux vannes installées à l’amont manoeuvrable à partir d’une tour murale de 0.80 * 0.80
Fiche synoptique du barrage Aggay
B- Données générales • Maître d'œuvre : DAH • Bureau d'étude : CID TEAM MAROC • Province : Fès • Commune : Sefrou •But de l'ouvrage : Protection de la ville de Sefrou
contre les crues B- Caractéristiques hydrologiques • Superficie du bassin versant : 63.6 km2 • Pluie moyenne annuelle sur le bassin : 650 mm • Apports moyens interannuels : 6.6 hm3 • Débit de la crue de projet (T= 5000ans) : 600 m3/s C- Caractéristiques de la retenue • Cote de la R.N : 1055 NGM • P.H.E : 1058.83 NGM • Volume à R.N : 1.25 hm3 • Surface à R.N : 0.13 km2 • Taux d'envasement : 11 000 m3/ an D- Géologie de la fondation: une importante couche d'alluvions (alternance de limons sableux et de couches graveleuses à galets centimétriques) excédant les 15 m masquent le substratum. E- Le barrage La digue •Type variante : digue homogène • Côte en crête : 1060 NGM • Longueur en crête : 156.3 m • Largeur en crête : 5 m • Hauteur max sur fondation : fonction des résultats de reconnaissances • Hauteur max sur T.N : 37 m • Pente du talus amont : 4 H/ 1 V • Pente du talus aval : 3 H/ 1V • Volume de l'ouvrage : 336 970 m3 • Coût global de l'ouvrage : 314 000 000 DH F- Les ouvrages annexes F-1. Evacuateur de crues •Type : seuil libre en bec de canard • Implantation : rive gauche •Côte du seuil : 1055 NGM • Longueur de déversement : 40 m • Charge max : 3.83 m • Restitution : chenal de 20 m de largeur F-2. Vidange de fond •Type : conduite circulaire en acier •Implantation : dans le barrage en rive droite •Section : Φ800
•Contrôle : deux vannes papillons disposées
à l'aval •Côte seuil entonnement : 1030 NGM
Fiche synoptique du barrage BLAD EL GAADA C- Données générales • Maître d'œuvre : DAH • Bureau d'étude : Hidrotecnica MAROC • Province : Fès •But de l'ouvrage : Protection de la ville de Fès contre
les crues B- Caractéristiques hydrologiques • Superficie du bassin versant : 38 km2 • Apports moyens annuels : 3 hm3 •Débit de la crue de projet (T= 5000ans) : 200 m3/s C- Caractéristiques de la retenue • Cote de la R.N : 405 NGM • P.H.E : 406.7 NGM • Volume à R.N : 2 893 400 m3 • Surface à R.N : 37.96 km2 • Taux d'envasement : 20 000 m3/an D- Géologie de la fondation: les marnes du tortonien constitue le substratum du site E- Le barrage La digue •Type variante : digue zonée • Côte en crête : 408 NGM •Longueur en crête : 390 m • Largeur en crête : 6 m • Hauteur max sur fondation : 29.5 m • Hauteur max sur T.N : 24.5 m •Pente du talus amont : 3 H/ 1 V • Pente du talus aval : 2.5 H/ 1V • Volume de l'ouvrage : 348 850 m3 F- Les ouvrages annexes F-1. Evacuateur de crues •Type : seuil libre suivi d'un canal bétonné • Implantation : rive gauche • Côte du seuil : 405 NGM • Longueur de déversement : 25 m • Volume excavation : 22 250 m3 • Volume béton : 1 990 m3 F-2. Vidange de fond
•Type : conduite circulaire en acier enrobé de béton
•Implantation : dans le barrage en rive gauche •Section : Φ800 •Longueur : 110 m •Equipement hydromécanique : grille amont, 2 vannes papillons aval 800mm + 1 vanne 200 mm •Côte : 390 NGM G- Coût global et délai d'exécution • Coût global de l'ouvrage : 33 000 000 DH • Délai d'exécution : 12 mois
Fiche synoptique du barrage Ain Aouda
A- Données générales : • Maître d’œuvre : Administration de l’Hydraulique • Bureau d’études : Equiter • Province : Temara Skhirat • Ville la plus proche : Rabat • Cours d’eau : Sehb Argoub Al Kelkha B- Hydrologie : • Bassin versant : Superficie 8.5 km2 • Apports moyens annuels : 120 000 m3 • Les crues :
Période de retour (ans) 10 50 100 1000 Débit des crues (m3/s) 12 26 31 49
Volume (m3) 18 400 40 000 48 000 75 000 • Envasement : le taux d’envasement est
évalué à 1 800 m3/an C- Géologie de la fondation : Le substratum du site de l’ouvrage est constitué de grès noirâtre et grisâtre et de schistes verdâtre d’âge primaire. D- La retenue • Côte du fond de lit au niveau du site : 225 N.G.M • Côte de la retenue normale : 230.70 N.G.M • Côtes des plus hautes eaux : 232.85 N.G.M • Volume de la cuvette en retenue normale : 120 000 m3 • Aire du plan d’eau en retenue normale : 48 670 m2 E- Le barrage : La digue : • Type du barrage choisi : Digue homogène • Hauteur maximum au dessus de la fondation : 10.50 m • Côte crête : 233.35 N.G.M • Longueur en crête : 152 m • Largeur en crête : 5 m • Pente des talus amont : 3 H/ 1 V aval : 2.5 H/ 1 V • Volume de terrassement : 4050 m3 • Limon : 16500 m3 • Enrochement : 1870 m3 • Filtre : 2230 m3 • Grave- crête : 80 m3 • Volume total de la digue : 20680 m3
F- Ouvrages annexes F- 1. Evacuateur de crue : •Type : Dalot à section carrée de 1.5 m * 1.5 m • Implantation : rive gauche • Côte du seuil : 230.7 N.G.M • Longueur de déversement : 1.5 m • Charge maximale au dessus du seuil : 2.15 m • Débit maximal évacué sous PHE : 49 m3/s • Volume de terrassement : 400 m3 • Volume de béton : 25 m3 F- 2.Vidange de fond : • Type : conduite circulaire en acier
enrobé de béton • Implantation : rive gauche • Côte de calage : 226.80 N.G.M • Dimension : Φ 800 mm • Longueur de la conduite : 48 m • Pente : 0.46 % • Volume de terrassement : 180 m3 • Volume de béton : 85 m3 Equipement de la vidange : Vanne à papillon : Φ800 Grille de protection : 1 U Coût de l’ouvrage : 2 007 000 DH
Fiche synoptique du barrage Ait Lamrabtia
A- Données générales : Nom : Ait Lamrabtia Situation : Province de Khémisset
B- Hydrologie : • Bassin versant : Superficie 5 km2 • Les crues :
Période de retour (ans) 100 1000 5000 Débit moyen des crues (m3/s) 7.3 10 12
Débit de pointe (m3/s) 29 40 48 • Envasement : le taux d’envasement est
évalué à 3000 m3/an C- Géologie de la fondation : Les affleurements rencontrés sur le site et la cuvette sont des schistes du primaire qui ont subi plusieurs phases tectoniques D- La retenue
Côte de la retenue normale : 891 N.G.M
Côtes des plus hautes eaux : 892.6 N.G.M Volume de la cuvette en retenue normale : 200 000 m3
E- Le barrage : La digue :
Type du barrage choisi : remblai avec noyau central et recharges en alluvions
Hauteur maximum au dessus de la fondation : 19.50 m Hauteur maximum sur TN : 13 m
Côte crête : 893 N.G.M + parapet amont de 1 m de
haut Longueur en crête : 108 m Largeur en crête : 5 m – parapet de 0.5 m de largeur Pente des talus
amont : 3 H/ 1 V aval : 2.5 H/ 1 V
Volume total de fouilles : 11 500 m3 Volume total de remblai : 42 000 m3
F- Ouvrages annexes F- 1. Evacuateur de crue :
Type : seuil libre en maçonnerie Implantation : rive droite Côte du seuil : 891 N.G.M Longueur de déversement : 8 m Débit maximal évacué sous PHE : 29.8 m3/s Restitution : chenal de 8 m de largeur revêtu en maçonnerie sur les 10 premiers mètres
F- 2.Vidange de fond :
• Type : conduite en béton coffré, fondé au
rocher • Section : carré de 80 cm de côté • Côte seuil d’entonnement : 880.93 N.G.M • Côte seuil à la sortie : 879.51 N.G.M • Longueur de la conduite : 70 m • Pente moyenne : 2.1 % • Débit maximum sous la RN : 5.5 m3/s • Contrôle : par deux vannes installées à l’amont manoeuvrable à partir d’une tour en maçonnerie
FIGURE 1: PLAN DE SITUATION DU BARRAGE AGGAY
Barrage Aggay
FIGURE2: PLAN DU BARRAGE AIN AOUDA
Barrage Ain Aouda
FIGURE 3 : PLAN DE SITUATION DU BARRAGE AIT LAMRABTIA
Barrage Ait Lamrabtia
FIGURE 4 : PLAN DE SITUATION DU BARRAGE ARID
FIGURE 5 : PLAN DE SITUATION DES BARRAGES MAHREZ ET BLAD
EL GAADA
Barrage Mahrez
Barrage Blad El Gaada
PHOTO DES BARRAGES
Photo du Barrage Ait Lamrabtia
Photo du Barrage Arid
