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P E T I T S B A R R AG E S Recommandations pour la conception, la réalisation e

P E T I T S B A R R AG E S Recommandations pour la conception, la réalisation et le suivi Coordination : Gérard Degoutte C O M I T É F R A N Ç A I S D E S G R A N D S B A R R A G E S www.allislam.net PETITS BARRAGES recommandations pour la conception, la réalisation et le suivi Coordination : Gérard DEGOUTTE (ENGREF) C O M I T É F R A N Ç A I S D E S G R A N D S B A R R A G E S Réalisé avec la participation financière du ministère de l'Agriculture et de la Pêche Direction de l'Espace Rural et de la Forêt www.allislam.net C R É D I T P H O T O G R A P H I Q U E Photo de couverture : CACG, Barrage de l'Arrêt-Darré (Hautes-Pyrénées) Photo 19 : C.A.C.G. Photos 15 à 18 : CARA Photos 1, 2, 4, 7, 9 et 10 : E. Alonso Photos 3, 6, 11, 20, 21 et 22 : G. Degoutte Photos 5, 8, 12, 13, 14 et 23 : P . Royet Pour l'édition 2002, bilingue français – anglais uniquement sur disque numérique : © Copyright 2002 - Tous droits réservés - Coédition Cemagref Éditions, Engref - Petits Barrages, recommanda- tions pour la conception, la réalisation et le suivi - Comité Français des Grands Barrages - Coordination : Gérard Degoutte - Suivi de l'édition : Camille Cédra. ISBN 2-85362-551-6 - Photographie de couverture : Barrage de l'Arrêt-Darré (CACG). Dépôt légal : 1er trimestre 2002. Pour l'édition initiale de 1997 en langue française sur support papier (épuisée) : © Copyright 1997 - Tous droits réservés - Coédition Cemagref Éditions, Engref - Petits Barrages, recomman- dations pour la conception, la réalisation et le suivi - Comité Français des Grands Barrages - Coordination : Gérard Degoutte - 1997, 1re édition - ISBN 2-85362-448-X - Création graphique et composition : D. Challeil – Photographie de couverture : Barrage de l'Arrêt-Darré (CACG). Dépôt légal : 1er trimestre 1997. www.allislam.net L I S T E D E S M E M B R E S D U G R O U P E D E T R A V A I L A NIMATEUR GÉNÉRAL : G. DEGOUTTE (ENGREF) Sous-Groupe Études géologiques et géotechniques Animateur : P . BRUNEL (CARA) Membres : E. ALONSO (Cemagref), J. P . BECUE (SAFEGE), J.-L. BRODIN (CACG), B. COUTURIER (BRL), D. LAUTRIN (Cemagref), G. MICHEL (SCP) Sous-Groupe Barrages en remblai Animateur : E. ALONSO (Cemagref) Membres : J. P . BECUE (SAFEGE), G. BOLLE (expert), J.-L. BRODIN (CACG), P . BRUNEL (CARA), A. CASSARD (DDAF Bas-Rhin), G. DEGOUTTE (ENGREF), M. DORÉ (MECASOL), D. LAUTRIN (Cemagref), J. LEFEBVRE (ingénieur conseil), G. MICHEL (SCP), P . ROYET (Cemagref), G. TRATAPEL (CNR) Sous-Groupe Barrages en béton Animateur : P . ROYET (Cemagref) Membres : G. DEGOUTTE (ENGREF), M. GIRARD (SOMIVAL), M. LINO (ISL), J. TEYSSIEUX (COYNE & BELLIER), G. TRATAPEL (CNR) Sous-Groupe Vie de l’Ouvrage Animateur : Ph. VINCENT (EDF) Membres : A. EMERIAU (DDAF Lot-et-Garonne), Ph. MARTIN (CACG), G. MICHEL (SCP), P . ROYET (Cemagref) Chapitre Choix du site et du type de barrage J.-P . BECUE (SAFEGE), G. DEGOUTTE (ENGREF) et D. LAUTRIN (Cemagref) Chapitre Prédétermination des crues J. LAVABRE (Cemagref) Chapitre Gestion de la qualité de l’eau H. BEUFFE, A. DUTARTRE, Y. SOUCHON, S. VALENTIN (Cemagref), A. GRÉGOIRE (EDF), A. HÉTIER (CACG) et M. LAFFORGUE (AquaTechnique) www.allislam.net L I S T E D E S R E L E C T E U R S † A. GOUBET, président du CFBG D. BISTER (EDF) A. CARRERE (COB) P . DUPEUBLE (BACHY) J. J. FRY (EDF) P . HABIB (ancien président de la Société Internationale de Mécanique des Roches) F . LACROIX (Cemagref) P . LE DELLIOU (BETCGB) † P. LONDE (président honoraire de la Commision Internationale des Grands Barrages) P . MALIVERNEY (EDF) www.allislam.net P R É F A C E Rédigé à l’initiative du Comité Français des Grands Barrages (C.F.G.B), ce document propose des recommandations pour la conception et la réalisation des petits barrages, c’est à dire, par convention, les ouvrages d’une hauteur inférieure à 25 m environ. La conception d’un petit barrage est en effet souvent délicate car les moyens d’étude et de contrôle ne peuvent être aussi importants que ceux que l’on consacre sans hésiter aux plus grands ouvrages. Les recommandations ou conseils figurant dans l’ouvrage ont été établis en tenant compte du contexte climatique, démographique et économi- que français. Leur utilisation, dans un contexte différent, peut demander des adaptations. On pourra par exemple être moins exigeant en matière de sécurité si la vallée située à l’aval du barrage est peu peuplée ; il conviendra au con- traire d’être plus prudent si les informations relatives aux pluies ou aux débits sont rares ; certaines dispositions pourront parfois être considé- rées comme un luxe coûteux et inutile. Mais l’ensemble de l’ouvrage n’en constitue pas moins une base homo- gène à partir de laquelle pourront être définies des variantes adaptées à chaque pays. Il présente donc un intérêt général indiscutable et c’est pourquoi le C.F.G.B. a décidé d’assumer l'édition d’une version en lan- gue anglaise. † André GOUBET www.allislam.net T A B L E D E S M A T I È R E S Avant Propos - Pourquoi des recommandations pour les petits barrages ? ....................................................................... 13 QUELS BARRAGES ? ................................................................................. 13 SPÉCIFICITÉS DES PETITS BARRAGES ............................................................... 14 QUE SIGNIFIE L’EXPRESSION PETIT BARRAGE ?.................................................. 14 TAILLE DE L’OUVRAGE ET SÉCURITÉ .............................................................. 15 ASPECTS ABORDÉS................................................................................... 16 Chap. I - Choix du site et du type de barrage ........................................ 17 TOPOGRAPHIE ET APPORTS DU BASSIN VERSANT .............................................. 18 MORPHOLOGIE DE LA VALLÉE ..................................................................... 18 GÉOLOGIE ET CONDITIONS DE FONDATION.................................................... 18 Fondations rocheuses .............................................................................. 19 Fondations graveleuses ............................................................................ 19 Fondations sablo-silteuses........................................................................ 19 Fondations argileuses .............................................................................. 19 MATÉRIAUX DISPONIBLES .......................................................................... 20 CRUES ET OUVRAGES HYDRAULIQUES ........................................................... 20 CRITÈRES ÉCONOMIQUES........................................................................... 21 CONCLUSION SUR LE CHOIX DU TYPE DE BARRAGE .......................................... 21 Chap. II - Prédétermination de la crue de projet ................................... 23 CONSIDÉRATIONS PRÉALABLES .................................................................... 24 CRUE DE PROJET ET CRUE DE SURETÉ............................................................ 24 LA MÉTHODE DU GRADEX ......................................................................... 25 Hypothèses de la méthode du GRADEX .................................................. 26 Difficultés d’application de la méthode du GRADEX ............................... 27 LE MODÈLE AGREGEE................................................................................ 28 LA MÉTHODE PMP - PMF........................................................................... 29 LE MODÈLE SHYPRE : SIMULATION DE SCÉNARIOS DE CRUE ................................. 29 LES FORMULES EMPIRIQUES ET FORMULES RÉGIONALISÉES ................................... 30 Les courbes enveloppes de Francou-Rodier ............................................. 30 Synthèse des débits de période de retour 1 000 ans calculés par la méthode du GRADEX .................................................................... 30 www.allislam.net T able des matières 8 ANALYSE PLUIE-DÉBIT SUR UN BASSIN VERSANT BIEN DOCUMENTÉ ........................ 31 Présentation du bassin versant ................................................................. 31 Mise en œuvre de la méthode du gradex ................................................. 32 La rétention du bassin versant.................................................................. 32 Distributions statistiques des pluies et des lames écoulées ....................... 32 Coefficients débit de pointe/débit moyen ................................................. 33 Conclusion .............................................................................................. 34 Hydrogramme de projet .......................................................................... 34 BIBLIOGRAPHIE ...................................................................................... 36 Chap. III - Études géologiques et géotechniques ................................... 37 OBSERVATIONS PRÉLIMINAIRES .................................................................... 37 TECHNIQUES UTILISÉES ............................................................................. 38 Inventaire de sites.................................................................................... 38 Topographie ............................................................................................ 39 Photogéologie ......................................................................................... 40 Cartographie géologique ......................................................................... 40 Tranchées à la pelle hydraulique.............................................................. 40 Géophysique ........................................................................................... 42 Forages carottés....................................................................................... 42 Essais géotechniques en laboratoire ......................................................... 46 Essais et mesures in situ ........................................................................... 47 RECOMMANDATIONS POUR LE DÉROULEMENT DES ÉTUDES ................................. 48 Identification et choix du site................................................................... 48 Étude géologique de surface .................................................................... 49 Étude de faisabilité géologique ................................................................ 52 Études géologique et géotechnique d’APS................................................ 57 Études géologique et géotechnique d’APD............................................... 60 Géologie et géotechnique au stade du projet ........................................... 62 Suivi géologique des travaux ................................................................... 62 BIBLIOGRAPHIE ...................................................................................... 66 Chap. IV - Barrages en remblai.............................................................. 67 LES TYPES DE BARRAGES EN REMBLAI............................................................. 67 ÉTUDES GÉOTECHNIQUES .......................................................................... 68 CHOIX DU TYPE DE BARRAGE EN TERRE ......................................................... 70 TRAITEMENT DE LA FONDATION DE L'OUVRAGE .............................................. 71 Étanchéité de la fondation ....................................................................... 71 Drainage de la fondation ......................................................................... 72 CONCEPTION DU REMBLAI ........................................................................ 73 www.allislam.net Table des matières 9 Profil, largeur en crête, revanche ............................................................. 73 Protection des parements et de la crête ................................................... 75 Filtres et drains........................................................................................ 77 Étanchéités artificielles............................................................................ 81 ANALYSE DE STABILITÉ .............................................................................. 82 Les actions .............................................................................................. 82 Calculs de stabilité.................................................................................. 83 PRISE EN COMPTE DE LA SISMICITÉ ............................................................... 87 Séisme de projet et méthodes de calcul de la stabilité du barrage ........... 87 Méthode pseudo-statique ........................................................................ 88 Méthodes utilisant le comportement dynamique des sols ........................ 89 Dispositions constructives particulières concernant la fondation et le remblai ............................................................................................ 89 DISPOSITIF D'AUSCULTATION...................................................................... 90 Les appareils d’auscultation des petits barrages en terre ........................... 90 Choix du dispositif d’auscultation ............................................................ 92 OUVRAGE DE PRISE ET DE VIDANGE ............................................................. 92 Recommandations communes aux dispositifs constitués d’une conduite .. 93 Recommandations modulées ................................................................... 94 ÉVACUATEUR DE CRUES ............................................................................ 95 Conception du seuil déversant................................................................. 95 Implantation et dimensionnement ........................................................... 97 Solutions adaptées aux très petits barrages ............................................... 98 Comportement au séisme des ouvrages annexes ...................................... 99 CONSULTATION DES ENTREPRISES ET CONSTRUCTION DU uploads/Ingenierie_Lourd/ petit-barrage-en-beton.pdf