Présentation - Construire un barrage, une retenue d'eau (1)

La situation idéale

Lorsque nous souhaitons construire un barrage, nous nous servons des courbes de niveau pour envisager le meilleur emplacement.

On s’aperçoit que la forme des barrages varie en fonction de celles des courbes de niveaux et du fait qu’elles soient plus ou moins serrées.
En fonction de cela nous voyons vite que certains emplacements vont demander beaucoup de terrassement pour peu de volume d’eau (ici la courbe des 40m).

Une situation idéale pourrait être comme cela…

Sachant que la poussée maximale est verticale (la poussée est dans l'axe de la colonne d’eau, liée au principe de gravité), la résistance du mur du barrage ne dépend pas du volume d’eau qu’il y a derrière (la composante horizontale), mais dépend de la résultante verticale des forces.

La forme du barrage a une pente amont et aval et s’encastre dans les pentes droite et gauche du vallon.

Si l’on creuse à droite ou à gauche pour agrandir le volume d’eau, la pente augmentera, jusqu’à être presque une falaise.
La stabilité de l’ensemble ne sera plus assurée.

Scénario de construction d’un barrage de vallée

L’idéal pour l'implantation d’un barrage serait d’avoir une longueur de plan d’eau égale à au moins 3 fois la largeur maximum du mur du barrage.

Lorsque le site est repéré, il s’agit d’en faire la coupe de face...

...et de profil.

Ensuite, la première chose à effectuer est d’y retirer la couche de terre arable et de la mettre en amont sur les côtés pour une bonne revégétalisation.

Ensuite on effectue la tranchée du verrou du barrage.

Tranchée de profil...

Construire le verrou du barrage

La partie la plus importante d’un barrage est la partie amont de celui-ci, ainsi que son verrou. Ce verrou est nécessairement le plus argileux possible (mini 30% d’argile), car c’est lui qui permettra principalement l’étanchéité du barrage. La teneur en argile du sol peut être testée en creusant des trous de 3 mètres de profondeur et en effectuant un prélèvement d’échantillons de terre.

La conception du verrou de barrage (la fondation) demande nécessairement une excavation de terre sous la forme d’une tranchée, qui, si elle n’est pas effectuée, mettra en péril la solidité de votre barrage (il faut creuser d’abord, pour élever ensuite...). La compaction est extrêmement importante dans la conception du verrou (tous les 30cm d’épaisseur). Elle va couper les infiltrations d’eau dans les couches de sols intermédiaires (verrou, parfois appelé : coupure ou clavetage).

Si un terrassier vous propose de vous effectuer un barrage sans verrou, passez votre chemin !

Lors de l’excavation, si vous rencontrez un gros rocher, il faut le retirer (des vibrations sont ressenties, quand vous le faite bouger). Si rien ne bouge et ne vibre quand vous le frappez avec l’engin, c’est que vous rencontrez la roche-mère, c’est un problème et vous risquez d’avoir toujours des problèmes d’étanchéité, car l’eau à cette «merveilleuse» faculté de toujours pouvoir s’infiltrer, plus facilement entre un matériau solide et un autre matériau plus meuble.

Egalement si vous rencontrez des graviers et/ou des sables grossiers, l’étanchéité ne pourra pas être bonne et il faudra nécessairement les retirer, parfois sur plusieurs mètres d’épaisseur (donc avec un coût plus élevé). Dans ce cas là, vous pouvez aussi envisager de changer de lieu pour l’installation du barrage. Le problème étant la solution, les graviers et le sable grossier ont cependant l’avantage de pouvoir être réutilisés avantageusement dans d’autres situations (accès, constructions, etc…).

De la boue liquide est également possible. C'est bien évidemment un autre gros problème (cependant très rare). En général, avant d’arriver dans la boue liquide, la terre peut bouger un peu comme sur un water-bed. Dans ce cas, il faut immédiatement que l’engin se retire, car il peut y rester bloqué, voir y disparaître, un peu comme dans des sables mouvants (cas réels en Australie et en Amazonie).

A chaque couche de matériaux introduite dans le verrou, la compaction doit vraiment être bien réalisée.

La pente intérieure du mur du barrage doit au minimum être de 2 pour 1,
et doit augmenter jusqu’à 5 pour 1 pour les barrages les plus importants
(afin de stopper l’action des vagues dans les barrages les plus grands).

Egalement une largeur minimum de 3,5m au sommet (4m et plus, c’est mieux), si vous souhaitez que des véhicules puissent y rouler.

Il faut être très vigilant sur la gestion du manque, ou du surplus de matières pour faire le barrage, car parfois, il sera difficile de stocker les surplus, ou de trouver les manques. Si vous faites un grand barrage, créant une grande réserve d’eau en amont ; le plus simple si vous avez trop de matière, est d’y créer une île qui est très intéressante pour les habitats sauvages.

Lorsque vous constituez les murs du barrage, l’argile est nécessaire.
Aussi en creusant au centre, voyez si vous pouvez y trouver de l’argile.
Et si vous en trouvez, il est probable qu’en creusant encore, elle soit encore meilleure.

Si c’est le cas, utilisez-la en premier pour le fond du verrou, et pour le bord amont de celui-ci

Et compactez tous les 30cm d’épaisseur max !!!

La matière à compacter ne doit pas être sèche, au besoin humidifiez-la avant de la compacter (l’eau permet une certaine viscosité à l’ensemble et extrait l’air qui est difficilement compressible). Un barrage effectué à sec aura sans doute de nombreuses fuites. Effectuer ce type de terrassement au début d’une saison pluvieuse est préférable, car en plus de bénéficier de l’humidité des sols, le réservoir se remplira rapidement, et la compaction et la stabilité de l’ensemble n’en sera que meilleure.

(suite...)