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Université Hadj-Lakhdar- Batna Algérie (2009)

Etude de la position efficace des drains dans les barrages en terre

MESSAID BELKACEM

Titre : Etude de la position efficace des drains dans les barrages en terre

Auteur : MESSAID BELKACEM

Université de soutenance : Université Hadj-Lakhdar- Batna Algérie

Grade : Doctorat en Sciences option : Hydraulique 2009

Résumé
L’eau est indispensable à toute forme de vie sur terre, mais sa répartition est irrégulière dans l’espace et dans le temps, aussi l’homme a depuis toujours cherché à la domestiquer en la rendant disponible à tout moment et en la transportant jusqu’au lieu de sa consommation. L’homme a compris, très tôt, que la maîtrise de l’eau conditionne son développement et sa civilisation, aussi il s’est intéressé à la réalisation de diverses infrastructures hydrauliques. La construction de barrages est une innovation de l’homme commencée voilà plus de cinq mille ans. A l’origine, les barrages étaient réalisés essentiellement pour l’irrigation de terres. Au fil du temps, les objectifs ont évolué pour concerner la satisfaction des besoins en eau potable et industrielle, production d’énergie, lutte contre les incendies et la protection contre les crues. L’être humain a érigé des millions de barrages dont plus de trente cinq mille sont considérés de moyenne et grande taille à travers le monde. La technique utilisée est extrêmement compliquée car elle n’est pas répétitive et chaque barrage construit exige l’éclaircissement de beaucoup de problèmes qui lui sont propres. Cette technique a considérablement évolué au fil du temps, mais il reste toujours des phénomènes mal connus et des doctrines sommaires et peu fiables pour faire l’unanimité sur le double plan économique et scientifique. Les barrages sont des ouvrages d’une grande importance stratégique et économique et leur construction entraîne, souvent des investissements considérables. Leur sécurité nécessite une attention particulière pour éviter leur éventuelle rupture qui risque de causer de grands dégâts matériels et parfois entraîner des pertes humaines. Parmi les différents types de barrages réalisés, ceux en terre sont les plus répandus en raison des avantages qu’ils présentent, mais la présence d’une charge hydraulique à leur amont engendre des infiltrations à travers leur corps poreux et leurs fondations. Les infiltrations peuvent être dangereuses pour la stabilité des ouvrages si des moyens de lutte efficaces ne sont pas prévus. D’ailleurs, de toutes les avaries subies par les barrages, les problèmes d’infiltrations représentent plus de la moitié des causes qui étaient à l’origine de ces avaries. Parmi les moyens de lutte contre les effets de infiltrations on intègre toujours un système de drainage qui est associé à des filtres de transition. Le dispositif de drainage dans un barrage en terre est un élément très complexe car il faut choisir son type, fixer soigneusement ses dimensions et bien le positionner dans le massif pour qu’il soit efficace. Certains types de drainages sont étroitement dépendants des conditions propres aux barrages et aux conditions de présence ou non de l’eau en aval ce qui peut faire ressortir leurs caractéristiques. Dans le présent travail on se propose d’étudier en détail tous les types de drainages et proposer des méthodes de dimensionnement de certains pour lesquels, nous ne disposons que de recommandations sommaires et vagues pour les calculer. Après avoir exposé le problème, nous présentons des généralités sur les barrages en terre et leurs organes d’étanchéité en s’intéressant au problème d’actualité posé par la sécurité des barrages et leur bon fonctionnement. Dans l étape suivante, nous présentons tous les drains avec toutes les méthodes et techniques actuellement employées par les différentes pratiques pour les caractériser. La fonction des drains est étroitement liée aux infiltrations, nous analysons les méthodes du tracer de la ligne de saturation avec une large analyse comparative des différentes pratiques. Pour faire ressortir le rôle important joué par les drains dans la stabilité mécanique et hydraulique, nous consacrons une partie de ce travail à l’étude de la stabilité où s’opère le choix sur la méthode de calcul la plus appropriée. Dans la présente thèse nous avons étudié profondément le drain tapis interne dans un barrage homogène et le drain prisme. Le premier est recommandé pour les petits et moyens barrages en terre homogènes. Le second est utilisé pour tous les autres types de barrage en terre. Un programme de calcul est élaboré pour chacun des deux types de drains. Après simulations d’un très grand nombre de barrages, nous avons dressé deux graphiques permettant la détermination de la longueur du drain tapis interne et la pente du talus amont du drain prisme avec lecture directe en fonction de la hauteur du barrage et de sa pente aval.

Présentation

Version intégrale (1 Mb)

Page publiée le 8 janvier 2010, mise à jour le 20 septembre 2018