Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
B

barrage (suite)

Usine marémotrice

Couplée avec des barrages spéciaux d’une hauteur appropriée à celle des plus fortes marées locales, et fonctionnant dans les deux sens, elle utilise l’énergie des marées. Le type de ces usines est celui de la Rance.


Barrage mobile

Établi entre les différents biefs de cours d’eau navigables, il n’occupe en général qu’une partie de la section du lit, car il est presque toujours couplé latéralement avec une écluse de navigation. Sa hauteur est variable, selon les nécessités ; il est en général constitué par des plaques d’acier mobiles commandées du haut d’une passerelle qui les surmonte ; il sert parfois à alimenter en eau un canal latéral ou le bief d’une usine, ou encore une prise d’eau. Les types les plus courants de ces barrages mobiles sont les barrages à fermettes (barrages Chanoine) ou à aiguilles ; il existe aussi des barrages à hausse et des barrages pertuis à barre tournante, etc.


Types de barrages


Dimensions

La largeur d’un barrage est un élément important de son débit ; toutefois, celui-ci est subordonné au débit du cours d’eau en amont, notamment dans les périodes d’étiage ; or, le débit est un des deux facteurs de la puissance, l’autre étant la hauteur de chute. Largeur et hauteur de chute sont très variables selon l’emplacement choisi pour le barrage, ce qui fixe l’écartement entre les flancs de la vallée.

Le cube de la retenue dépend de la courbe de niveau, à hauteur de la retenue, pour toute la zone barrée située en amont. Le remous créé par le barrage s’étend d’autant plus loin vers l’amont que la pente de la vallée y est plus faible. On détermine la ligne d’eau du remous en traçant l’arc de parabole (ou, approximativement, l’arc de cercle) tangent à la fois à l’horizontale, au point où l’eau affleure la face amont, et à la ligne d’eau du cours d’eau en amont du barrage.

La hauteur d’un barrage est sa principale dimension ; à partir de 60 m de haut, on a affaire à un grand barrage. Toutefois, il existe de grands barrages non par la hauteur, mais par le débit : tels sont les barrages établis sur le cours du Rhin supérieur, à très grand débit et à très faible hauteur ; ils alimentent des usines de basse chute, équipées de turbines Kaplan, à pales orientables. Les barrages les plus hauts dépassent 100 m, mais il ne faut pas confondre hauteur du barrage et hauteur de chute. Celle-ci peut être beaucoup plus grande et même n’avoir aucun rapport avec la hauteur du barrage ; c’est le cas pour les usines alimentées par de très hautes chutes. Ces dernières peuvent varier de 200 m à 2 000 m de haut. Les turbines que l’on utilise alors sont des turbines du type Pelton, dites « d’impulsion » ou « à action ». Les chutes de hauteur moyenne (de 50 à 200 m) alimentent des turbines Francis. Celles-ci sont des turbines à réaction, fonctionnant surtout par chute de pression lors du passage de l’eau au contact d’aubes fixées sur un rotor, tandis que le principe des turbines Pelton est lié à l’énergie cinétique, ou action, d’un jet d’eau puissant sur des augets fixés sur le pourtour d’une roue.


Construction et matériaux employés

Barrages en béton. Ils sont de deux natures bien distinctes :
— les barrages-poids sont des barrages massifs, à section triangulaire, la face amont étant plus raide que la face aval ; pour les ouvrages d’une certaine hauteur, le béton utilisé est un béton cyclopéen, c’est-à-dire un très gros béton ; c’est ainsi que les gros éléments du béton du barrage d’Eguzon de 60 m de haut étaient des blocs d’amphibolite de plusieurs mètres cubes ; actuellement, on se contente, comme gros éléments, de blocs de 12 à 16 cm de diamètre moyen ;
— les barrages-voûtes, soit à voûte simple, soit à voûtes multiples, sont, pour une même hauteur de barrage, beaucoup moins volumineux, plus élancés et surtout beaucoup plus minces. Ils fonctionnent comme un pont-voûte couché, mais il faut tenir compte des différences de pression de la base au sommet, ce qui complique le profil et les calculs. Alors qu’un barrage-poids de 60 m de haut aura, à son pied, une largeur de 70 ou 75 m, le barrage-voûte aura pour une même hauteur une largeur à la base de 8 à 10 fois moindre.

Barrages en enrochements et barrages en éboulis compactés. Ces barrages ne sont pas imperméables, aussi doivent-ils être protégés en amont par une couche de béton de ciment recouverte par une couche de béton poreux, surmontée d’une couche de béton bitumineux de 12 cm d’épaisseur en général, mise en place en deux demi-couches, à joints croisés, le tout complété souvent par un mastic d’étanchéité en couche mince. Pour les barrages en béton de ciment (barrages-poids ou barrages-voûtes), l’étanchéité de la face amont est réalisée généralement par un simple enduit peu épais, souple et imperméable. Cette face amont doit avoir un fruit de l’ordre de 1,5 pour 1, ou même moins, car, si cette pente dépassait notablement la valeur de 2/3, elle pourrait entraîner le fluage de la couche de béton bitumineux.

Barrages en terre choisie et fortement compactée. Ces ouvrages ont des fruits amont et aval très faibles, de l’ordre de 3,5 pour 1 en amont et 1,5 pour 1 en aval ; ils sont généralement imperméabilisés par un noyau central étanche. En outre, la face amont est rendue étanche par l’emploi d’un béton bitumineux de 10 à 12 cm d’épaisseur reposant sur une assiette stable sous-jacente.

Barrages résistant aux séismes. Ces barrages sont spécialement établis pour être stables dans les régions où se produisent de fréquents tremblements de terre. Ils ne peuvent évidemment pas être construits en béton, qui se fissurerait dangereusement, ni surtout affecter la forme de barrage-voûte, lequel s’effondrerait dès la première secousse tellurique. Le type le plus sûr à ce point de vue semble bien être le barrage en enrochements, ou celui en éboulis, mais avec une protection spéciale du masque. Dans le barrage de l’Iril Emda, au sud de Bougie, le masque amont d’étanchéité, mis au point par l’ingénieur français Marius Duriez au Laboratoire central des ponts et chaussées, a une composition en béton bitumineux (très différente de celle du béton bitumineux pour chaussée) qui, sans risque de fluage sur une pente de 1,6 de base pour 1 de hauteur, lui permet non seulement d’être assez souple pour se prêter aux déformations et affaissements accidentels, mais en outre d’être autoréparable sous l’eau ; cette condition est indispensable en cas de tremblements de terre, fréquents dans cette région. Toutefois, au-delà d’une durée de vingt ans environ, il convient de renouveler le revêtement, le bitume devenant fragile en vieillissant. Plusieurs grands barrages ont été traités par un masque d’étanchéité de cette nature, notamment celui du Salagou, au sud de Lodève, dans l’Hérault, et un autre en Yougoslavie, dans une région particulièrement exposée aux séismes.