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Les Barrages
Comment un barrage poids résiste-t-il à la pression de l'eau ?
TPE
GROUPE 315
Louis-Marie Lavier
Antoine Martinez de Hoz
Tugdual de La Rochefoucauld
Barrages en maçonnerie ou en béton
Aujourd'hui, de plus en plus de barrages sont construits en béton, alors que dans le passé, la maçonnerie prédominait. En effet, le béton a remplacé les anciens matériaux utilisés pour construire les barrages. Depuis les années 1970, les ingénieurs américains ont imaginé des procédés qui permettent des économies en ciment : c'est pourquoi, le béton, dit "béton compacté au rouleau", est donc aujourd'hui considéré comme un béton pauvre en ciment et mélangé avec du sable. Ce matériau BCR diffère essentiellement d'un béton classique par sa consistance et sa maniabilité.
Ainsi, les caractères communs à tous les barrages en BCR sont :
- le matériau est très sec et son serrage est obtenu par compactage au rouleau,
- ils sont tous réalisés par couche minces mises en œuvre avec un faible intervalle,
- conception la plus simple possible à l’intérieur des barrages.
Malheureusement, le coût de ces édifices est encore très élevé. Dans ces barrages rigides, on peut définir plusieurs catégories, En effet, en fonction de la façon dont les forces s'appliquent sur eux, on peut distinguer les barrages poids, les barrages à contreforts ainsi que les barrages arqués. Dans tous les cas, un barrage en béton est constitué de plusieurs tranches verticales, appelées plots.
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BARRAGES POIDS
Nous les étudierons dans la partie "Barrages poids".
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BARRAGES A CONTREFORTS
Les barrages à contreforts sont constitués d'une série de grands murs triangulaires parallèles au lit du cours d'eau et liés entre eux à l'amont par une paroi assurant la bouchure et l'étanchéité du barrage. Ils sont applicables à tous les types de vallée quelle qu'en soit la largeur. Ces barrages offre un avantage considérable quant à la quantité de béton nécessaire : il faut 4 à 5 fois moins de béton pour un barrage à contreforts par rapport à un barrage-poids de même hauteur. Cependant, il s’agit de structures complexes, plus sensibles aux effets thermiques et aux séismes.
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BARRAGES VOUTES
Les barrages arqués qui s'incurvent en plans s'arc-boutent sur les flancs de la vallée, ce qui insinue qu'ils ne peuvent être construits dans une vallée dont la largeur au couronnement est de l'ordre de plus de six fois la hauteur de l'ouvrage. Dans ce type de constructions, la solidité des parois de la vallée va déterminer la résistance du barrage. Ainsi, en 1959, cinq ans après la fin de sa construction, le barrage de Malpasset en Provence s'effondra quand, au cours d'une crue, le flanc gauche de la vallée s'affaissa.
Barrages en matériaux meubles ou semi-rigides
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BARRAGES A ENROCHEMENT
Les barrages en enrochements possèdent un corps résistant à la poussée de l'eau par un remblai de matériaux rocheux de toutes dimensions allant (jusqu'à des blocs de plusieurs tonnes). L'étanchéité est obtenue par une paroi en béton de ciment sur la face amont, ou par un noyau d'argile étanche.
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BARRAGES EN TERRE
Les barrages en terre compactée sont constitués d'une terre de composition homogène, ou de terres de plusieurs provenances que l'on dispose en zones dans le corps du massif selon leur degré de perméabilité après compactage.
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BARRAGES MIXTES
Les barrages mixtes comprennent une partie centrale étanche en terre argileuse compactée, appelée noyau, et de part et d'autre, des enrochements.
LES DIFFERENTS TYPES DE BARRAGES
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