Apport de la géologie et de la géotechnique dans la construction d'un barrage hydroélectrique: Cas d'un barrage en terre ou en enrochement

Tableau 2 : Valeur de la perméabilité en fonction de la granulométrie du terrain. (RANRIANANDRASANA J., 2009)

Nature du terrain	Gravier	Sable très gros et moyen	Sable fin	Sable très fin	Silt ou limon	Argile homogène
DiamètreØ	20mm	2mm	0.2mm	0.1mm	0.05mm	5ì 1ì
Perméabilité K(m/s)
Qualification	Très perméable	Perméable	Peu perméable	Peu perméable	Semi imperméable	Imperméabe

I.5.1.1. Nature des fondations de l'ouvrage

Deux genres de fondations peuvent être rencontrés entre autres :

- Les fondations rocheuses ;

- Les fondations meubles.

Pour les fondations rocheuses, on essaiera seulement de voir l'importance de la partie altérée.

En ce qui concerne les fondations meubles, pour avoir une idée de leur nature exacte, il est préférable de faire quelques sondages à la tarière. Trois grands types de terrains meubles peuvent être rencontrés :

- Les terrains graveleux ou sableux : ces terrains sont à perméabilité élevée mais offrent l'avantage d'avoir une bonne stabilité ;

- Les terrains formés de sables très fins, de limons, de roches broyées (type de sol rencontré le plus souvent).Ces terrains ont une perméabilité relativement faible et sont compressible ;

- Les terrains à fort pourcentage d'argile : même s'ils sont imperméable ce type de terrain est à éviter (problème de gonflement, de glissement car l'argile est un matériau à comportement variable).

I.5.1.2. Matériaux des zones d'emprunt

Une des conditions importantes qui entre dans le choix du site est la proximité des matériaux nécessaires à l'édification du type d'ouvrage. Ces matériaux doivent être acceptables en qualité et en quantité. En général, pour constituer le corps d'un barrage en remblai, les matériaux doivent avoir les caractéristiques suivantes : avoir une bonne imperméabilité et une densité élevée, se tasser le moins possible et avoir une grande résistance au cisaillement. Pour estimer la quantité des matériaux disponibles, quelques sondages à la tarière sont nécessaires.

I.5.1.3. Influence de la pression interstitielle

Les pressions interstitielles au sein du barrage peuvent donc présenter des distributions radicalement différentes suivant les circonstances. On ne sait à priori quelle distribution conduit à la situation la plus critique. Selon J. COSTET et G. SANGLERAT (1983), on doit toujours au stade du projet, vérifier la stabilité de l'ouvrage dans les trois cas suivants :

- A la fin de la construction

- Lorsque la retenue est pleine et le régime permanent établi

- A l'occasion d'une vidange rapide

Dans cette dernière hypothèse, les zones amont d'un barrage sont particulièrement menacées.

Par contre, à la fin de la construction, c'est principalement le noyau qui est en cause, les autres zones ne sont pas assez imperméable pour empêcher la dissipation des surpressions.

Dans ce type de barrage, les lignes de glissement potentiel se développent principalement dans les zones de faible résistance et leur allure diffère assez sensiblement d'un arc de cercle. Le noyau est particulièrement sollicité, aussi les principaux problèmes qui se posent dans les barrages de ce type concernent la déformation du noyau et l'apparition de pression interstitielle en son sein.

A côté de ces ruptures d'ensemble, il ne faut pas oublier de penser aux renards qui sont toujours possible. Cette forme de rupture est d'autant plus dangereuse qu'elle ne se manifeste pas immédiatement mais il importe donc, lors de la construction, de veiller à tout ce qui pourrait favoriser l'apparition du phénomène de renard : mauvais compactage du noyau, présences des fissures dans l'argile, etc. il faut également se préoccuper de la nature du sous-sol à l'intérieur duquel les phénomènes des renards aussi peuvent se produire, un système de drainage sera parfois nécessaire.

Depuis le début de l'existence de l'homme, l'eau a toujours été au centre et même vecteur du développement des pays, notamment dans les domaines de l'agriculture, l'urbanisation, l'hygiène, la protection contre les inondations. Le développement d'un réseau de canaux exige la réalisation de réservoirs (barrages) très importants à l'échelle de l'époque. Jusqu'à l'arrivée des chemins de fer, les canaux fournissent en effet, le seul moyen de transport de masse nécessaire à l'industrie naissante.

Le barrage est un ouvrage d'art construit au travers d'une cour d'eau et destiné à réguler le débit de celui-ci ou à en stocker l'eau pour différents usages tels que : contrôle des crues, irrigation, industrie, hydroélectricité, pisciculture, réserve d'eau potable ou le trafic fluvial. En somme c'est une étendue d'eau créée artificiellement par l'homme et pour l'homme à usage surtout économique. (J. COSTET et G. SANGLERAT, 1983).