Barrage-poids - Gravity dam

Willow Creek Dam dans l' Oregon , un barrage-poids en béton compacté au rouleau

Un barrage poids est un barrage construit en maçonnerie de béton ou de pierre et conçu pour retenir l'eau en utilisant uniquement le poids du matériau et sa résistance contre la fondation pour s'opposer à la pression horizontale de l'eau qui pousse contre elle. Les barrages-poids sont conçus de manière à ce que chaque section du barrage soit stable et indépendante de toute autre section de barrage.

Caractéristiques

Les barrages-poids nécessitent généralement des fondations rocheuses rigides à haute résistance (légèrement altérées à fraîches), bien que dans de rares cas, ils aient été construits sur des fondations en sol. La force portante de la fondation limite la position admissible de la force résultante , influençant la stabilité globale. De plus, la nature rigide de la structure du barrage poids ne pardonne pas au tassement différentiel des fondations, ce qui peut induire la fissuration de la structure du barrage.

Les barrages-poids offrent certains avantages par rapport aux barrages en remblai , le principal avantage étant qu'ils peuvent tolérer des débordements mineurs sans dommage, car le béton est résistant à l'affouillement. Les grands débordements restent un problème, car ils peuvent éroder les fondations s'ils ne sont pas pris en compte dans la conception. Un inconvénient des barrages-poids est que, en raison de leur grande empreinte, ils sont sensibles aux pressions de soulèvement qui agissent comme une force déstabilisante. Les pressions de soulèvement (flottabilité) peuvent être réduites par des systèmes de drainage internes et de fondation. Pendant la construction, la prise du béton produit une réaction exothermique. Cette chaleur dilate le béton plastique et peut mettre plusieurs décennies à se refroidir. Pendant le refroidissement, le béton est rigide et susceptible de se fissurer. C'est la tâche du concepteur de s'assurer que cela ne se produise pas.

Concevoir

Les barrages-poids sont construits en coupant d'abord une grande partie du terrain dans une section d'une rivière, permettant à l'eau de remplir l'espace et d'être stockée. Une fois le terrain coupé, le sol doit être testé pour s'assurer qu'il peut supporter le poids du barrage et de l'eau. Il est important de s'assurer que le sol ne s'érode pas avec le temps, ce qui permettrait à l'eau de se frayer un chemin autour ou sous le barrage. Parfois, le sol est suffisant pour atteindre ces objectifs ; cependant, d'autres fois, cela nécessite un conditionnement en ajoutant des roches de support qui renforceront le poids du barrage et de l'eau. Il existe trois tests différents qui peuvent être effectués pour déterminer la force de support de la fondation : les approches Westergaard, Eulérienne et Lagrangienne. Une fois que la fondation est appropriée pour construire, la construction du barrage peut commencer. Habituellement, les barrages-poids sont construits à partir d'un matériau solide tel que du béton ou des blocs de pierre, et sont construits dans une forme triangulaire pour fournir le plus de support.

Classements

La classification la plus courante des barrages-poids se fait par les matériaux composant la structure :

Les barrages mixtes sont une combinaison de barrages en béton et en remblai . Les matériaux de construction des barrages composites sont les mêmes que ceux utilisés pour les barrages en béton et en remblai.

Les barrages-poids peuvent être classés par plan (forme) :

Les barrages-poids peuvent être classés en fonction de leur hauteur structurelle :

  • Bas, jusqu'à 100 pieds.
  • Moyenne haute, entre 100 et 300 pieds.
  • Haut, plus de 300 pieds.

Tremblements de terre et écosystèmes

Les barrages-poids sont construits pour résister à certains des plus forts tremblements de terre . Même si la fondation d'un barrage poids est construite pour supporter le poids du barrage et de toute l'eau, il est assez flexible en ce sens qu'il absorbe une grande quantité d'énergie et l'envoie dans la croûte terrestre. Il doit être capable d'absorber l'énergie d'un tremblement de terre car, si le barrage venait à se rompre, il enverrait une quantité massive d'eau en aval et détruirait tout sur son passage. Les tremblements de terre sont le plus grand danger pour les barrages-poids et c'est pourquoi, chaque année et après chaque tremblement de terre majeur, ils doivent être testés pour les fissures, la durabilité et la résistance. Bien que les barrages-poids soient censés durer de 50 à 150 ans, ils doivent être entretenus et régulièrement remplacés.

Un autre problème avec les barrages-poids concerne les écosystèmes. Parce que le débit et la quantité d'eau changent lorsqu'un barrage est construit, cela a généralement un impact sur la zone du barrage et tout ce qui s'ensuit. Si l'eau qui coule normalement deux semaines par an dans une zone coule maintenant constamment, une nouvelle vie va commencer à y vivre et à se développer. De même, si vous coupez l'eau à un endroit où l'eau coule toute l'année, les choses vont commencer à mourir. De nombreux écologistes ont des problèmes avec les barrages en raison de leurs effets sur l'environnement.

Les références

Bibliographie

  • Kollgaardand, EB ; Chadwick, WL (1988). Développement de l'ingénierie des barrages aux États-Unis . Comité américain de la Commission internationale des grands barrages.
  • Barrages des États-Unis - Affichage pictural de Landmark Dams . Denver, Colorado : Société américaine sur les barrages. 2013.