Les Risques des Barrages.

Les barrages sont d’énormes constructions soumises à des pressions d’eau importantes et à des conditions liées à leur environnement qui peuvent entraîner de grands risques pour le corps des barrages et pour les constructions alentours. Ces risques que nous traiterons varient selon les types de barrages. Cependant afin d’éviter des accidents, de régulières et diverses mesures de sécurité sont mises en place.

A/ Ruptures et glissements.

Les ruptures et glissements sont les risques majeurs des barrages. Cependant les causes de ces risques ont pour origine des phénomènes multiples et variés. Nous traiterons principalement les phénomènes de pressions interstitielles et d’érosion régressive que nous jugeons les plus conséquents car ils sont la causes des accidents les plus marquants.

Les pressions interstitielles:  Dans le cas des barrages en maçonnerie, reposant sur une fondation rocheuse, la pression interstitielle est issue de la force exercée par l’eau, qui c’est infiltré dans de nombreuses fissures du barrage et de la fondation rocheuse. Ces infiltrations ne sont en général pas stoppées et l’eau passe au travers sans faire trop de dommages. En revanche, s’il l’on bouche ces « fuites », l’eau s’accumule et la pression qu’elle exerce augmente. Lorsque cette pression devient supérieure à la cohésion des matériaux formant le corps et la fondation du barrage, la maçonnerie ou la roche éclatent, provoquant ainsi la rupture de l’ensemble. (voir l’expérience des pressions).

Les sous pressions:   De plus, l’infiltration de l’eau entre les fondations rocheuses et le barrage peut provoquer un autre phénomène, celui des sous pressions. L’interstice entre les deux matériaux qui existe forcement favorise une poussé exercé par l’eau qui en s’accumulant sous le corps du barrage, peut le soulever. Ce qui provoque soit sa rupture soit un glissement.

Le phénomène d’érosion régressive:   Il existe aussi un autre risque majeur, s’appliquant aux barrages en matériau meuble. L’érosion régressive, que l’on peut illustrer par l’expérience de la formation d’un «renard», autre nom de ce phénomène. (Cf. annexe.) Les barrages en matériaux meuble étant peu imperméables, ils sont parcourus d’un écoulement d’eau. Lorsque le barrage est soumis à une montée de sa retenu d’eau, la vitesse de l ‘écoulement qui le parcoure augmente, selon la loi de Darcy. Ainsi lorsque la vitesse atteint une valeur critique, l’eau commence à entraîner des matériaux, diminuant ainsi la largeur du barrage. La vitesse de l’eau augmente encore, et entraîne donc plus de matériaux. Ce phénomène a alors un effet boule de neige.

Le risque des barrages voutes:   Quant aux barrages voûtes, le risque majeur est qu'elles ne supportent pas assez la poussée éxercée par la réserve d'eau sur leur paroi. Cela engendre alors la rupture de ces barrages.

B/ Les mesures de sécurité.

Vu l'engouement pour les barrages du siécle dernier, il est certain que des mesures de sécurités visant à minimiser les risques ont été mises en place. Nous ne mentionneront d'abord que celles visant à limiter les risques que nous venons de traiter, avant de citer les divers dispositifs existants.

Contre les pressions intersticielles...   Dans le cas des pressions intersticielles, on peut soit, laisser couler les écoulements tout en les surveillants regulierement afin de boucher et dériver les plus dangereuses évitant ainsi de déséquilibrer le barrage, soit, on peut mettre un masque étanche sur le versant où se trouve la réserve d'eau, empechant alors celle-ci de s'infiltrer dans la maçonnerie.

Le phénoméne des sous-pressions.   Pour éviter le probléme des souspressions, on empeche le passage de l'eau sous le barrage en injectant du ciment dans la fondation rocheuse, en y incluant un drain au niveau de l'espace entre le barrage et la roche. On peut aussi dériver les infiltrations intersticielles de cette derniére afin d'éviter que celles-ci ne participent à la formation d'un phénoméne similaire à celle qui aurait lieu en l'abscence de drain. C'est à dire un basculement ou un glissement de la construction, qui étant élevé d'un coté, serait renversé par la force de sa retenue d'eau.

La régulation du phénoméne d'erosion régressive.   Le phénoméne dit du "renard" peut être contré de plusieurs façons, souvent prise en compte dans la construction des barrages en matériaux meubles. Dans le premier cas, l'on brise l'homogénéité de la construction en y mettant un "noyau" de terre imperméable, situé entre deux zones de transition et de filtrage. Un autre moyen est d'alterner une couche de terre semi-impérméable, une couche de terre impérméable, et une couche de terre pérméable à l'eau séparée de la couche impérméable et de la fondation par un systéme de filtres et de drains. Le principe de ces précautions est de géner la formation d'un phénoméne d'errosion régressive en placant au plus prés de la réserve d'eau le matériel formé des grains de plus petit diamétre et de le faire suivre par d'autres milieux plus hétérogénes. Dans le cas des barrages en enrochement, on peut mettre un masque étanche, qui évite un écoulement, s'il est bien entretenu. (cf. les schémas de la partie sur les types de barrages.)

Quant aux barrages voûtes...   L'important dans le cas des barrages voûtes et des barrages similaires, c'est que la forme des voûtes soient bien assez courbé pour que la pression de l'eau ne s'exerce pratiquement que sur leurs appuis. Tout le travail de prevention de ce risque s'exerce quasiment lors de la construction dans ce cas, même si des contrôles réguliers ne s'avèrent pas superflues, qu'importe le type de barrage.

Les moyens de contrôle.   Afin de vérifier l'état d'un barrage, celui-ci est parcouru de galleries de maintenance qui permettent d'effectuer un contrôle visuel de l'intérieur du barrage toutes les deux semaines, ainsi qu'un autre plus approfondie chaque mois. Une pendule mesurant les variations verticale ainsi qu'un laser placé à l'extérieur permettent de surveiller les mouvements imperceptibles à l'oeil nu du barrage, tout en tenant compte de sa "respiration", puisque celle-ci est amenée réguliérement à bouger légérement selon les saisons et le niveau d'eau de la retenue. Au niveau de celle-ci, on fait des tournées en barque afin de verifier l'état des berges et autres parois du réservoir (auscultation du béton, contrôle visuel de l'état des masques étanches ...). Un autre contrôle plus intensif du versant est réalisé tout les dix ans, occasion à laquelles l'on vide entiérement le barrage.

Conclusion.

Les barrages présentent donc de gros risques liés à des phénomènes variés comme les pressions interstitielles ( rupture du barrage de Malpasez dans les Alpes), les sous-pressions et l’érosion régressive. Mais ces phénomènes peuvent être arrêtés ou limités grâce à des mesures de sécurité prisent pendant la construction du barrage et lors des visites régulières.