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RISQUES TECHNOLOGIQUES
Les Barrages
TPED3T : Travaux Personnels Encadrés De Tania, Thierry et Thomas
LA RESISTANCE DES BARRAGES AUX PRESSIONS HYDRAULIQUES
Les barrages poids
Au XVIe et XVIIe siècles, les barrages poids étaient très massifs et inutilement épais. Dans la seconde moitié du XIXe siècle, on commence à comprendre la théorie statique des barrages poids. Les architectes ont construit des barrages avec des profils leur permettant de résister au glissement. Leur principale erreur aura été de ne pas avoir connu le principe de sous-pression (que nous verrons plus tard). Le phénomène de sous-pression sera à l'origine de la rupture du barrage de Bouzey dans les Vosges.
Aujourd'hui les barrages poids ont un profil triangulaire. Le sommet du triangle est placé au niveau le plus haut du plan d'eau. Le côté du barrage en contact avec l'eau s'appelle le parement amont et l'autre côté s'appelle le parement aval. Le parement amont est vertical tandis que le parement aval est incliné de telle sorte qu'à chaque niveau l'épaisseur, soit d'environ 80% de la hauteur. Le poids du barrage doit être suffisant pour que celui-ci ne glisse pas sur ses fondations.
Le problème majeur que l'on rencontre avec les barrages poids est le phénomène de sous-pression. En effet, au pied du barrage la pression hydraulique est très importante. De ce fait, il peut y avoir des écoulements d'eau entre le rocher et le béton ou dans les diaclases (fissures dans la roche), ce qui produit une force ascendante qui s'oppose au poids du barrage. Cette force ascendante risque de lever le barrage, ce qui permettrait à l'eau de passer sous celui-ci et de l'emporter. Afin de limiter ce phénomène, les diaclases recensées sont remplie de ciment et des galeries de drainage sont construites à l'intérieur même du barrage. Pour tous les ouvrages fondés sur un rocher de bonne qualité, on obtient une marge de sécurité confortable vis-à-vis du glissement si le rapport des forces horizontales aux forces verticales est inférieur à 0,75. Ce rapport est de 0,55 s'il n'y a pas de sous pression. L'eau peut aussi s'infiltrer dans les fissures du béton ou dans la porosité du béton. Pour lutter contre ces infiltrations on utilise la même technique que pour la sous-pression ; on injecte du ciment.
En 1895 à Bouzey dans les Vosges, un barrage d'une vingtaine de mètres de hauteur donna lieu à un premier accident grave en 1884, dû à un phénomène de sous-pression qui occasionna un glissement de 34 centimètres sur sa base. Maintenu en service puis renforcé à son pied, il se rompit cependant le 27 avril par un basculement brutal ; ce qui causa la mort directe de 86 personnes. Mais au total 200 personnes moururent dans les semaines qui suivirent, à cause de la pénurie d'eau potable dans les villages alentours. Notons cependant que pendant la catastrophe de 1895, le réservoir ne contenait qu'un tiers du volume moyen actuel.
