Le Repaire des Sciences
Sciences Physiques et Chimiques

 

 

 

 

    

Des balles vraiment perdues ?

 

 

 

Dans les films d'action américains ou les bon vieux westerns, certains héros tirent en l'air en signe d'avertissement... Mais ces balles doivent bien retomber quelque part : quel danger courons-nous ?

Différents types de barrages

Image:Img barrage poids.jpg
Un barrage poids est un barrage dont la propre masse suffit à résister à la pression exercée par l'eau. Ce sont des barrages de formes généralement simples, dont la section s'apparente bien souvent à un triangle rectangle. Ils sont généralement assez épais.

On compte deux grandes familles de barrages-poids, les barrages poids-béton, et les barrages en remblais (ces derniers n'étant d'ailleurs généralement pas qualifiés de barrage-poids, mais de barrage en remblais).

Même si les barrages voûtes ou à contrefort nécessitent moins de matériaux que les barrages poids, ces derniers sont encore très utilisés de nos jours. Le barrage-poids en béton est choisi lorsque le rocher du site (vallée, rives) est suffisamment résistant pour supporter un tel ouvrage (sinon, on recourt aux barrages en remblais), et lorsque les conditions pour construire un barrage voûte ne sont pas réunies (cf. ci-dessous). Le choix de la technique est donc d'abord géologique : il faut une assez bonne fondation rocheuse. Mais il faut également disposer des matériaux de construction (granulats, ciment) à proximité.

La technologie des barrages-poids a évolué. Jusqu'au début du XXème siècle (1920-1930), les barrages poids étaient construits en maçonnerie (il existe beaucoup de barrages de ce type en France, notamment pour l'alimentation en eau des voies navigables).

Ensuite, c'est le béton conventionnel qui s'est imposé.

Depuis les années 1980, une nouvelle technique s'est substituée au béton conventionnel. Il s'agit du Béton Compacté au Rouleau. C'est un béton (granulats, sable, ciment, eau) avec peu d'eau, qui a une consistance granulaire et pas liquide. Il se met en place comme un remblai, avec des engins de terrassements. L'avantage : beaucoup moins cher que le béton classique.


barrage de la Trenche

 

Barrage voûte

La poussée de l’eau est reportée sur les flancs de la vallée au moyen d'un mur de béton arqué horizontalement, et parfois verticalement (on la qualifie alors de voûte à "double courbure").

La technique de barrage-voûte nécessite une vallée plutôt étroite (même si des barrages voûtes ont été parfois construits dans des vallées assez larges, poussant cette technologie à ses limites) et un bon rocher de fondation. Même lorsque ces conditions sont réunies, le barrage-voûte est aujourd'hui souvent concurrencé par les barrages-poids en béton ou le barrage en enrochements, dont la mise en œuvre peut être davantage mécanisée.

Par le peu de matière utilisée, c'est évidemment une technique très satisfaisante économiquement.

Cependant, la plus grande catastrophe de barrage vécue en France (Malpasset, au dessus de Fréjus, le 2 décembre 1959) concernait un barrage-voûte en cours de mise en eau ; c'est la fondation (et non pas le barrage lui-même) qui n'a pas supporté les efforts appliqués par la retenue.

Avant cet accident (et, pour certains, aujourd'hui encore), la voûte est considérée comme le plus sûr des barrages. Malpasset est le seul cas connu de rupture d'un barrage-voûte.

 

Image:Img barrage voute.jpg


Barrage de Bort-les-Orgues

Image:Img barrage contreforts.jpg
Barrages contreforts ou multivoûtes

Lorsque les appuis sont trop distants, ou lorsque le matériau local est tellement compact qu'une extraction s'avère presque impossible, la technique du barrage à contreforts permet de réaliser un barrage à grande économie de matériaux.

Le mur plat (Vézins) ou multivoûtes (Migoëlou ou Bissorte) en béton s’appuie sur des contreforts en béton armé encastrés dans la fondation, qui reportent la poussée de l’eau sur les fondations inférieures et sur les rives.
 


Barrage de l'Hongrin (Suisse)

On appelle barrages en remblais tous les barrages constitués d'un matériau meuble, qu'il soit très fin (argile) ou très grossier (enrochements).

Cette famille regroupe plusieurs catégories, très différentes. Les différences proviennent des types de matériaux utilisés, et de la méthode employée pour assurer l'étanchéité.

Le barrage homogène est un barrage en remblai construit avec un matériau suffisamment étanche (argile, limon). C'est la technique la plus ancienne de barrages en remblai.

Le barrage à noyau argileux comporte un noyau central en argile (qui assure l'étanchéité), épaulé par des recharges constituées de matériaux plus perméables. Cette technique possède au moins deux avantages sur les barrage homogène : (1) les matériaux de recharge sont plus résistants que les matériaux argileux, on peut donc construire des talus plus raides et (2) on contrôle mieux les écoulements qui percolent dans le corps du barrage.

Quelques cousins des barrages à noyau : les barrages en remblai à paroi centrale étanche (paroi moulée en béton, paroi en béton bitumineux).

Plus récente, la famille des barrages à masque amont. L'étanchéité est assuré par un "masque", construit sur le parement amont du barrage. Ce masque peut être en béton armé (il se construit actuellement de nombreux et très grands barrages en enrochements à masque en béton armé), en béton bitumineux, ou constitué d'une membrane mince (les plus fréquentes : membrane PVC, membrane bitumineuse).

Le barrage du Mattmark en Suisse est un exemple de ce type de barrage. En France, le barrage de Serre-Ponçon (plus grande retenue d'Europe) est un barrage en remblai.

 

Le barrage de Roselend, un ouvrage unique

 

Exemples de turbines courantes

 
 

Le terme « usine » est souvent utilisé pour désigner un type de centrale hydraulique.

 

On distingue également

       - Les centrales de basse chute, se trouvent sur les grands fleuves et fonctionnent au fil de l'eau avec un débit important, elles produisent sans interruption.

        - Les centrales de moyenne chute, se trouvent en moyenne montagne, elles utilisent les réserves d'eau accumulées sur des courtes périodes. Ces centrales d' éclusée servent pour la régulation journalière ou hebdomadaire de la production.

        - Les centrales de haute chute, se trouvent en altitude, les usines de lacs disposent de plus de 400 heures de réserves. Leur rapidité de démarrage permet de répondre de consommation, notamment en hiver.

 

Un site superbe sur l'hydroélectricité : http://www.hydroweb.c.la/

D'autres précisions ici

Dossier (.pdf) sur l'usine marémotrice de La Rance, la plus puissante au monde !