AVANT PROPOS

Gérard DEGOUTTE, ENGREF,
animateur du groupe de travail

Le Comité Français des Grands Barrages a décidé de rédiger des recommandations pour les petits barrages en partant du constat que les publications professionnelles disponibles portaient surtout sur les grands ouvrages. Le présent document réalise donc la synthèse des expériences vécues et des recherches françaises sous forme de recommandations pour la conception et la construction de barrages de hauteur comprise entre 5 et 25 mètres environ, en France métropolitaine.

Néanmoins, bien des développements sont aussi applicables dans d'autres régions.

QUELS BARRAGES ?

Les barrages construits en France dans cette gamme de hauteur sont
* les barrages en terre (qui sont les plus nombreux),
* les barrages - poids en béton ou en BCR(*).

Les barrages - voûtes ainsi que les barrages en enrochements seront abordés plus succinctement, car il en existe peu de hauteur inférieure à 25 mètres. Les barrages en maçonnerie, qui ne sont plus construits en France, et les barrages à contrefort ou les multi-voûtes, qui n'apparaissent plus économiquement intéressants dans cette gamme de hauteur, ne seront pas traités.

SPECIFICITES DES PETITS BARRAGES

Les petits barrages présentent a priori autant de difficultés que les très grands. Bien sûr, leur faible taille s'accompagne de faibles contraintes : le comportement d'un rocher d'appui va rester dans le domaine élastique ; les vitesses à l'aval d'un coursier d'évacuateur n'engendreront pas de phénomènes de cavitation, mais à l'inverse, il ne sera pas toujours financièrement raisonnable de vouloir acquérir une connaissance parfaite de l'étanchéité d'une cuvette ; l'absence de station limnigraphique gonflera l'indétermination des débits de crue... Indétermination, zones d'ombre compliquent donc la tâche du concepteur. Celui-ci devra alors concevoir un ouvrage adapté à ces incertitudes. Si c'est impossible, il sera placé devant le dilemme de déclarer le site impropre ou bien de prendre un risque. Risque de rupture, mais plus souvent risque de fuites excessives.

L'expérience de nombreux désordres conduit, dans ce cas, à recommander sans ambiguïté d'écarter le site, quitte à l'écarter à tort... ce qu'on ne saura jamais !

Il n'existe pas de définition unanimement reconnue de l'expression petit barrage. En France, on considère souvent que les grands barrages ont une hauteur supérieure à 20 mètres(1), parce que depuis 1966 les projets de tels barrages doivent être soumis au Comité Technique Permanent des Barrages ; pourtant les textes applicables n'utilisent pas le vocable grand barrage.

De son côté la Commission Internationale des Grands Barrages considère comme grands barrages les ouvrages de hauteur supérieure à 15 mètres, ou bien même, dans certains cas, comprise entre 10 et 15 mètres(2).

En fait, il n'est pas très important de définir avec précision la limite entre petit barrage et grand barrage. Un barrage de 20 mètres sera pour l'un le plus petit des grands barrages et pour l'autre le plus grand des petits barrages ! Nous proposons simplement pour fixer les idées, de baptiser petits barrages ceux dont la hauteur est inférieure à 15 mètres et moyens ceux dont la hauteur est comprise entre 15 et 25 mètres. Cette définition ne prétend pas être universelle, et elle n'a bien sûr aucun caractère réglementaire. Le présent document constitue des recommandations et non pas des règles qui s'appliqueraient obligatoirement à telle catégorie de barrage ou telle catégorie de maître d'ouvrage.

CONCLUSION

par Gérard DEGOUTTE

Les petits barrages présentent un grand nombre de spécificités à tous les stades : études préalables, conception, réalisation, suivi ultérieur. Si l'on voulait être rigoureux, il faudrait distinguer deux types de spécificités :
* les spécificités techniques : par exemple, l'absence de galerie de visite pour les petits barrages en terre ou en béton, ou la technique de recreusement du drain vertical mince d'un petit barrage en terre ;
* les spécificités statistiques : par exemple, le fait que les petits barrages soient la propriété d'un maître d'ouvrage peu spécialisé ou bien le fait qu'ils barrent des petits bassins versants en général.

Sans faire cette distinction, voici le rappel des principales spécificités des petits barrages, listées en fonction du moment où l'on se situe.

Le coût des études préalables n'étant pas complètement proportionnel à la taille de l'ouvrage, il n'est pas toujours possible d'engager toutes les études géologiques souhaitables pour les petits barrages. Il peut alors être préférable d'abandonner des sites modestes alors que, pour de grands barrages, on pourrait prendre les moyens de lever l'indétermination.

Dans les cas simples au contraire, il pourra s'avérer intéressant et économique de regrouper plusieurs formes de reconnaissance en une seule : par exemple, il est classique de déplacer une pelle hydraulique une seule fois dans le cas d'un petit barrage ne présentant pas de difficulté géologique ou géotechnique.

L'absence assez fréquente de stations de mesure sur les petits thalwegs augmente l'indétermination sur la connaissance des débits de crue. Il faut alors tenir compte de cette incertitude dans le choix de la crue de projet. De plus, cette indétermination conduira le concepteur à préférer certains partis techniques :
* un déversoir de crue à surface libre, car le gain de capacité est supérieur à celui d'un évacuateur en charge, lorsque le plan d'eau s'élève au-dessus des plus hautes eaux ;
* un déversoir de grande longueur, car cela diminue l'impact de cette indétermination sur la stabilité d'un petit barrage poids.

CONCEPTION DES BARRAGES EN TERRE

La technique du drain vertical obtenu en recreusant le remblai à la pelle hydraulique s'impose dans le cas des petits barrages ; au contraire, pour les grands barrages, le drain est mis en place couche par couche comme les autres matériaux.

Les ouvrages de vidange sont très généralement des tuyaux préfabriqués assemblés sur le site et non pas des ouvrages en béton armé coffré.

Compte tenu de sa facilité de mise en ouvre, la solution du barrage homogène est classiquement utilisée pour les plus petits des barrages concernés par ce manuel, même si elle conduit à des volumes un peu supérieurs. Elle devient rare pour des barrages de hauteur supérieur à 30 mètres, car l'optimisation du projet conduit souvent à utiliser des matériaux de caractéristiques différentes en noyau et en recharge. On privilégie donc la simplicité du profil pour les petits ouvrages, et la performance des différents matériaux pour les moyens ou grands ouvrages : sols argileux pour la fonction étanchéité et sols grossiers pour la fonction stabilisatrice de la recharge.

CONCEPTION DES BARRAGES EN BETON

Les petits barrages en béton ne comportent généralement pas de galerie, la limite en hauteur étant de l'ordre de 15 mètres pour le béton conventionnel et de l'ordre de 20 à 25 mètres pour le BCR.

Les petits barrages en béton sont rarement drainés dans la masse. Il est admissible de construire un très petit barrage en béton sur fondation meuble, moyennant quelques précautions.

CONCEPTION DE L'EVACUATEUR DE CRUES

Un évacuateur de surface déversant sur une grande longueur est préféré pour faciliter le passage des corps flottants.

L'évacuateur ne comporte pas, si possible, de parties mobiles afin de diminuer les risques de panne et les conséquences d'un défaut d'entretien : les petits ouvrages n'ont jamais de gardiens.

On préfère des appareils d'auscultation robustes et de lecture simple. Le rythme de lecture des appareils et celui des visites approfondies doivent être adapté à la taille de l'ouvrage.

Toutes ces dispositions répondent à deux impératifs jamais dissociés : l'économie et la sécurité.