Royaume du Maroc Institut Agronomique et Vétérinaire HASSAN II MEMOIRE DE 3 ème CYCLE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLÔME D’INGENIEUR D’ETAT EN GENIE RURAL Soutenu publiquement par : Pascal OUEDRAOGO Devant le jury composé de : Pr. Abdelilah El GUENNOUNI (D.G.R. IAV Hassan II) Président Pr. El Houssine BARTALI (D.G.R. IAV Hassan II) Rapporteur Mme SOUALHINE (Service Mécanique des sols -S.E.C.E.) Rapporteur Pr. M'hamed TAYAA (D.S.S. IAV Hassan II) Membre Mr. SEFIHETE (Service Eau -D.R.E.R.S.Z.Z) Membre - Juillet 2003 - Institut Agronomique et Vétérinaire HASSAN II B.P : 6202 Instituts, 10101 Rabat Tél. : 037 77 17 58 / 59 45 ou 037 77 07 92 Fax : 037 77 81 35 ou 037 77 58 38 Internet : http://www.iav.ac.ma DIAGNOSTIC ET VOIE DE REHABILITATION DES PETITS BARRAGES EN TERRE AU MAROC
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Royaume du Maroc
Institut Agronomique et Vétérinaire HASSAN II
MEMOIRE DE 3ème CYCLE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLÔME D’INGENIEUR D’ETAT EN GENIE RURAL
Soutenu publiquement par :
Pascal OUEDRAOGO
Devant le jury composé de :
Pr. Abdelilah El GUENNOUNI (D.G.R. IAV Hassan II) Président Pr. El Houssine BARTALI (D.G.R. IAV Hassan II) Rapporteur Mme SOUALHINE (Service Mécanique des sols -S.E.C.E.) Rapporteur Pr. M'hamed TAYAA (D.S.S. IAV Hassan II) Membre Mr. SEFIHETE (Service Eau -D.R.E.R.S.Z.Z) Membre
- Juillet 2003 -
Institut Agronomique et Vétérinaire HASSAN II B.P : 6202 Instituts, 10101 Rabat Tél. : 037 77 17 58 / 59 45 ou 037 77 07 92 Fax : 037 77 81 35 ou 037 77 58 38
Internet : http://www.iav.ac.ma
DIAGNOSTIC ET VOIE DE REHABILITATION DES PETITS BARRAGES EN TERRE AU MAROC
DEDICACES
A mon cher Père et à ma chère Mère qui sont de ma vie, la source et l’essence,
A mes sœurs, mes frères et Mr Maïga pour qui, me
soutenir et me conseiller fut une tâche quotidienne,
A tous mes amis et amies, qui furent pour moi des soutiens indéfectibles,
A mes enseignants à qui je dois mes
connaissances,
Ce travail vous est dédié.
REMERCIEMENTS
J'exprime mes vifs remerciements au Pr. H. BARTALI et à Madame SOUALHINE,
mes deux encadrants pour leur disponibilité, le suivi, les conseils avisés dont j'ai
bénéficié et l'encadrement pour la conduite de ce travail.
Mes remerciements également à l'Agence Universitaire de la Francophonie (AUF) qui
assure le financement du programme CRESA.
J'exprime aussi ma gratitude au Directeur de la Direction des Aménagements
Hydrauliques de m'avoir donné son aval pour la visite des barrages.
Mes remerciements s'adressent à Mr le Directeur de 1a Direction Provinciale de
l'Equipement de Khémisset pour ses efforts consentis et à son Equipe d'exploitation
des barrages Ait Lamrabtia et Arid qui ont soutenu les travaux de ce mémoire;
notamment Mr GOURMA et le chauffeur.
J'exprime aussi ma gratitude à Mr SEFIETE, Chef du Service Eau de la Direction
Régionale de l'Equipement de Rabat-Salé-Zemmour-Zaers pour les facilités offertes
lors de mes visites du barrage Ain Aouda et sa disponibilité qui m'a été d'un grand
apport pour la réalisation de ce travail.
J'exprime également mes sincères reconnaissances au Directeur de la Direction
Provinciale de l'Equipement de Fès et son personnel pour les facilités accordées
pendant mes visites des barrages Blad El Gaada et Mahrez.
De même, mes remerciements s'adressent au Directeur de la Direction Provinciale de
l'Equipement de Sefrou et à l'équipe d'exploitation du barrage Aggay, qui n'ont
ménagé aucun effort pour la visite de leurs barrages.
Aux Professeurs de la Filière de Formation en Génie Rural de 1'Institut
Agronomique et Vétérinaire Hassan II, je témoigne ma profonde gratitude pour les
enseignements qu'ils m'ont donné.
Aux membres du jury, j'exprime ma reconnaissance pour leur participation au
jugement de ce travail et leurs remarques pertinentes pour son amélioration.
Je tiens à exprimer enfin mes sincères remerciements à mes Collègues de l'IAV
Hassan II pour leur soutien et à tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à la
réalisation et la réussite de ce présent document.
LISTE DES ABREVIATIONS
B.C.R: Béton Compacté au Rouleau
D.A.H: Direction des Aménagements Hydrauliques.
D.G.R : Département de Génie Rural
D.P.E.F: Direction Provinciale de l'Equipement de Fès
D.P.E.K : Direction Provinciale de l'Equipement de Khémisset
D.R.E.R.S.Z.Z: Direction Régionale de l'Equipement Rabat-Salé-Zemmour-Zaer
D.S.S : Département des Sciences du Sol
E.D.F: Electricité De France
M.A.R.A.: Ministère de l'Agriculture et de la Reforme Agraire
M.I.I : Ministère de l'Intérieur et de l'Information
M.T.P : Ministère des Travaux Publics
N.G.M : Niveau Général de la Mer
P.H.E : Plus Hautes Eaux
PVC : Polychlorure de Vinyle
R.N.: Retenue Normale
S.E.C.E : Secrétariat d'Etat Chargé de l'Eau
RESUME
La présente étude a consisté à faire une évaluation de l'état de la gestion
et de l'entretien de quelques petits barrages en terre, d'établir un bilan de santé de
ces barrages et enfin de proposer des solutions de réhabilitation pour une
meilleure gestion de ces ouvrages. Pour ce faire, nous avons mené notre étude
sur six petits barrages en terre, en l'occurrence: le barrage Ain Aouda (Temara),
Arid et Ait Lamrabtia (Khémisset), Aggay (Sefrou), Blad El Gaada et Mahrez
(Fès). L'évaluation s'est faite à travers des études sur documents, des visites
d'inspection des sites et des entretiens avec les gestionnaires des barrages
concernés.
Le diagnostic de chaque barrage et ses ouvrages annexes nous a permis
de recenser différentes dégradations qu'on a classé en deux types: les
dégradations majeures et les dégradations mineures. Comme dégradations
majeures on a par exemple les érosions régressives et la défaillance des vannes
constatées sur le barrage Arid et les éboulements du versant de la montagne
bordant le coursier du barrage Aggay. Egalement, nos entretiens avec les
gestionnaires des barrages nous ont permis de relever les problèmes afférents à
leur gestion.
Il ressort de notre étude que les petits barrages souffrent d'un manque
d'entretien et il n'y a pas d'association d'usagers d'eau autour de ces petits
ouvrages. De plus, les communes ne disposent pas de moyens pour couvrir les
frais de réparation des dégradations récurrentes et certains barrages sont
abandonnés dans la nature. L'absence de consigne d'exploitation favorise
l'envasement.
Afin de réhabiliter ces petits barrages, on a proposé un certain nombre de
solutions pour réparer les dégradations observées et des recommandations pour
une meilleure gestion des barrages. Ces recommandations comportent un volet
technique qui indique les tâches à effectuer pour assurer une maintenance des
ouvrages et un volet réglementaire qui est relatif à la création d'une loi sur la
sécurité des barrages.
Mots clés: Petit barrage en terre, Diagnostic, Réhabilitation, Communes, Maroc.
ABSTRACT
The present study aims to make an evaluation of the management and the
maintenance of some small embankment dams in Morocco and to give an
overview thier state in order to come with some solutions for better
management.
As case study, our work was focussed on six small embankment dams, in
occurrence: dam Ain Aouda (Temara), Arid and Ait Lamrabtia (Khémisset),
Aggay (Sefrou), Blad El Gaada and Mahrez (Fes). To make evaluation,
litterature retrivial was done, visits to the sites and interviews with the dams’
managers were organized.
The diagnosis of every dam and its annex structures allowed us to list various
damages of these structures which can be classified on: The Major Damages and
the Minor Damages. For major damages, we can list for instance the regressive
erosions and the blackouts of the gates observed on the Arid Dam, and the
collapsing of the mountain side which lines the Aggay Dam. Furthermore, our
interviews with the managers have reveled problems in the dams management.
The output of our study shows that the concerned small dams are suffering from
a lack of maintenance and there are no water users’ associations or organizations
around these small structures. Furthermore, the municipalities do not arrange
means to cover the expenses of repairs of recurring damages and then certain
dams are abandoned in the nature. Abcsence of the consigne d’exploitation
favorise l’envasement.
To rehabilitate these small dams, we proposed some solutions to repair
damages observed on the dams and recommendations for a better management.
These recommendations contain a technical aspect, which indicates tasks to be
done to assure good maintenance of the structures. For the dams safety we have
recommended a law creation which take into consideration the statutory aspect
of the dam management. Keywords: Small embankment dams, Diagnosis, Rehabilitation, Municipalities, Morocco.
SOMMAIRE
INTRODUCTION GENERALE............................................................................................ 1 PREMIERE PARTIE: PROBLEMATIQUE ET OBJECTIFS DU TRAVAIL......................... 3
I - PROBLEMATIQUE ......................................................................................................... 4 II - OBJECTIFS DE L’ ETUDE ............................................................................................ 5
II.1- Objectif général .................................................................................................................. 5 II.2- Objectifs spécifiques .......................................................................................................... 5 III - CADRE DU TRAVAIL...................................................................................................... 6 DEUXIEME PARTIE: BIBLIOGRAPHIE ............................................................................... 7
CHAPITRE I: GENERALITES SUR LES BARRAGES...................................................... 8 I.1- INTRODUCTION ............................................................................................................... 8 I.2- DEFINITION GENERALE D'UN BARRAGE.................................................................. 9 I.3- DIFFERENTS TYPES DE BARRAGE.............................................................................. 9 I.3.1- Barrages rigides ................................................................................................................ 9 I.3.1.1- Barrages- poids en maçonnerie ou en béton................................................................. 9 I.3.1.2- Barrages à contreforts ................................................................................................. 10 I.3.1.3- Barrages voûtes............................................................................................................ 10 I.3.2- Barrages en remblai ........................................................................................................ 10 I.3.2.1- Barrages en terre.......................................................................................................... 11 I.3.2.1.1- Barrages en terre homogène ..................................................................................... 11 I.4- FACTEURS INFLUENÇANT LE CHOIX D’UN TYPE DE BARRAGE...................... 14 I.5- CLASSIFICATION DES BARRAGES............................................................................ 14 I.6- OBJECTIFS ET BUTS DES PETITS BARRAGES........................................................ 15
CHAPITRE II: ETUDE DE DIMENSIONNEMENT D'UN PETIT BARRAGE EN TERRE ................................................................................................................................. 17
II.1- ETUDE TOPOGRAPHIQUE .......................................................................................... 17 II.2- ETUDES GEOLOGIQUES ET GEOTECHNIQUES ..................................................... 17 II.3- EVALUATION DES BESOINS...................................................................................... 18 II.4- ETUDES HYDROLOGIQUES ....................................................................................... 19 II.4.1- Etude des apports et estimation de la crue de projet ..................................................... 19 II.4.2- Estimation de la crue de projet ...................................................................................... 19 II.4.3- Evaluation des pertes..................................................................................................... 20 II.4.3.1- Pertes par dépôts solides ............................................................................................ 20 II.4.3.2- Pertes par infiltration dans la cuvette ......................................................................... 20 II.4.3.3- Pertes par évaporation ................................................................................................ 20 II.5- DIMENSIONNEMENT DE LA DIGUE......................................................................... 21 II.5.1- Largeur en crête............................................................................................................. 21 II.5.2- Tranchée d’ancrage ....................................................................................................... 21 II.5.3- Pentes des talus et longueur à la base............................................................................ 22 II.6- PROTECTION DES TALUS........................................................................................... 24 II.6.1- Protection du talus aval ................................................................................................. 24 II.6.2- Protection du talus amont .............................................................................................. 24 II.7- ETUDE DE STABILITE ................................................................................................. 25 II.8- DISPOSITIFS DE PROTECTION CONTRE LES EFFETS DE L'EAU ....................... 26 II.8.1- Filtres et drains ............................................................................................................. 26 II.8.2- Etanchéité du remblai.................................................................................................... 27 II.9- OUVRAGES ANNEXES ................................................................................................ 27 II.9.1- Evacuateur de crues:...................................................................................................... 27
II.9.2- Ouvrages de prise et de vidange.................................................................................... 29 II.9.2.1- Vidange de fond ........................................................................................................ 29 II.9.2.2- Prise d’eau .................................................................................................................. 29 II.10- COMPACTAGE DU REMBLAI................................................................................... 30
CHAPITRE III: SURVEILLANCE ET ENTRETIEN DES BARRAGES ......................... 32 III.1- SURVEILLANCE .......................................................................................................... 32 III .1.1- Inspection visuelle ...................................................................................................... 33 III.1.2- Mesures d'auscultation................................................................................................. 33 III.1.3- Essais de fonctionnement............................................................................................. 34 III.2- ENTRETIEN................................................................................................................... 35 III.2.1- Entretien de la retenue ................................................................................................. 35 III.2.2- Entretien des ouvrages hydromécaniques.................................................................... 37 III.3- Impacts des petits barrages au Maroc ............................................................................ 38 III.4 Résultats des études préliminaires.................................................................................... 38
CHAPITRE IV: RISQUES DES BARRAGES .................................................................. 40 IV.1- QUELQUES DONNEES STATISTIQUES................................................................... 40 IV.2-PRINCIPALES CAUSES DE RUPTURE ...................................................................... 41 IV.2.1-Erosion régressive ou renard ........................................................................................ 42 IV.2.2- Pression interstitielle.................................................................................................... 43 IV.2.3- Formation de fissures et glissement des talus.............................................................. 44 IV.2.5- Crues exceptionnelles ................................................................................................. 44 IV.3- CONSEQUENCES D'UNE RUPTURE......................................................................... 45 TROISIEME PARTIE : METHODOLOGIE DU TRAVAIL ET PRESENTATION DES RESULTATS ........................................................................................................................... 46
CHAPITRE I : APROCHE METHODOLOGIQUE ........................................................... 47 I.1- COLLECTE DES DOCUMENTS .................................................................................... 47 I.2- VISITES DES BARRAGES ETUDIES............................................................................ 48 I.3- METHODES ET MOYENS DE DIAGNOSTIC.............................................................. 48 I.4- REHABILITATION.......................................................................................................... 48
CHAPITRE II: PRESENTATION DES BARRAGES ETUDIES ...................................... 49 II.1- GENESE DE LA POLITIQUE DES PETITS BARRAGES ........................................... 49 II.2- DESCRIPTION DES BARRAGES ................................................................................. 50 II.2.1- BARRAGE AIN AOUDA ............................................................................................ 50 II.2.2- BARRAGE AGGAY .................................................................................................... 55 II.2.3 - BARRAGE AIT LAMRABTIA .................................................................................. 58 II.2.4 - BARRAGE DE ARID.................................................................................................. 61 II.2.5- BARRAGE DE BLAD EL GAADA ............................................................................ 64 II.2.6 - BARRAGE DE MAHREZ........................................................................................... 69
CHAPITRE III: RESULTATS DU DIAGNOSTIC ............................................................ 74 A- MODIFICATIONS DE CHANTIER.................................................................................. 74 B- TYPES DE DEGRADATIONS SUR LES BARRAGES.................................................. 75 1- Dégradations majeures......................................................................................................... 75 1.1- Erosion régressive sur le talus aval ................................................................................... 75 1.2- Présence de végétation arbustive sur les corps des barrages ............................................ 77 1.3- Dégradations sur les coursiers .......................................................................................... 78 1.4- Désordres sur l'ouvrage de vidange .................................................................................. 82 2- Dégradations mineures......................................................................................................... 83 2.1- Tassement de la crête ........................................................................................................ 83 2.2- Rupture mur parapet ......................................................................................................... 84 2.3- Déplacement de la protection du talus amont ................................................................... 84 2.4- Désordres impliquant la vidange de fond ......................................................................... 85 2.5- Envasement du Canal de liaison Mahrez- Blad El Gaada ................................................ 85 2.6- Etat des retenues ............................................................................................................... 87
2.7- Dispositifs d'auscultation .................................................................................................. 88 C- PROBLEMES RELATIFS A LA GESTION DES BARRAGES ...................................... 88
CHAPITRE IV: REHABILITATION DES BARRAGES................................................... 92 IV.1- REHABILITATION DES DEGRADATIONS CONSTATEES SUR LES BARRAGES.................................................................................................................................................. 92 IV.2- RECOMMANDATIONS POUR UNE MEILLEURE GESTION DES PETITS BARRAGES............................................................................................................................. 97
Figure 1: Barrage en terre homogène. [7]................................................................... 12 Figure 2: Barrage zoné. [7].......................................................................................... 13 Figure 3: Barrage à masque amont. [7]....................................................................... 14 Figure 4: Evacuateur de crue. [7]................................................................................ 28 Figure 5:Coupe type du barrage Aggay ....................................................................... 56 Figure 6: Coupe type du barrage Ait Lamrabtia.......................................................... 60 Figure 7: Coupe type du barrage Arid ......................................................................... 63 Figure 8: Coupe type du barrage Mahrez .................................................................... 71 Figure 9: Erosion régressive sur le pied du talus aval (Barrage Arid) ....................... 76 Figure 10: Apparition de zones humides en rive droite (Barrage Arid) ..................... 77 Figure 11: Fracture des dalles du radier (barrage Ait Lamrabtia)............................. 78 Figure 12: Erosion du chenal (Barrage Ait Lamrabtia) .............................................. 79 Figure 13: Zone d'éboulement du versant de la montagne .......................................... 80 Figure 14:Vue en plan schématique de l'évacuateur de crue (Barrage Arid) ............. 81 Figure 15: Erosion provoquée par les eaux de crue sur la partie droite du coursier (Barrage Arid) .............................................................................................................. 81 Figure 16: Absence de porte de la chambre de vannes (Barrage Mahrez).................. 83 Figure 17: Envasement total du canal de restitution à l'exutoire de la vidange de fond. (Barrage Blad El Gaada).............................................................................................. 85 Figure 18: Etat des dépôts solides et stagnation de l'eau dans la partie amont du canal de liaison....................................................................................................................... 86
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1: Pentes des talus des barrages en terre. [7]................................................ 23 Tableau 2: Tableau de réhabilitation du barrage Ait Lamrabtia................................. 92 Tableau 4: Tableau de réhabilitation du barrage Arid ................................................ 93 Tableau 5: Tableau de réhabilitation du barrage Aggay............................................. 94 Tableau 6: Tableau de réhabilitation du barrage Blad El Gaada ............................... 95 Tableau 7: Tableau de réhabilitation du barrage Mahrez........................................... 96
INTRODUCTION GENERALE
Le Maroc a connu au cours de la décennie 1980 des années de sécheresse. Cet
épisode de sécheresse a affecté les potentialités du monde rural engendrant un
exode rural massif. Les problèmes de désertification sont les résultats de la
conjugaison de nombreux facteurs tant naturels qu’anthropiques dont les effets
se trouvent amplifiés par des modes et systèmes, parfois inadaptés,
d’exploitation des ressources naturelles disponibles. Ces problèmes se
manifestent dans la dégradation des terres et du couvert végétal conduisant à
l’affaiblissement des ressources productives, et donc une dégradation des
conditions d’existence des populations dans les zones arides, semi-arides et sub-
humides sèches .
Face à cette variabilité qui détermine la disponibilité en eau, il n’y a en
effet pas d’autre alternative que de maîtriser et stocker l’eau de surface pendant
les périodes humides pour pouvoir l’utiliser et faire ainsi face à l’ensemble des
besoins en eau du pays, résultant des activités économiques et sociales de
l’année. Ainsi, Le Maroc n’a pas cessé depuis son indépendance d’œuvrer pour
se mettre à l’abri des conséquences de ces changements, devenus aujourd’hui un
défi majeur pour toute la planète.
Cette prise de conscience s’est traduite notamment par la mise en œuvre
d’une politique de construction de grands barrages pour épargner au Maroc les
effets néfastes de la sécheresse. Cette politique, initiée par feu SA MAJESTE
LE ROI Hassan II, dans les années 60 s’est avérée bénéfique à plus d’un égard.
Elle a permis au Maroc de mieux gérer, maîtriser et valoriser ses ressources en
eau si nécessaires au développement économique et social du pays. De
nombreux ouvrages ont été édifiés à travers le Royaume, et de nos jours le
Maroc dispose d’environ 97 grands barrages d’une capacité de stockage
dépassant les 14 milliards de mètres cube ; 7 moyens et plus d’une centaine de
petits barrages.
Cependant, en dépit de ces réalisations, le chemin est encore long pour
arriver à satisfaire la demande croissante en matière d’eau surtout avec la
croissance démographique et les problèmes posés par la pollution.
De ce fait le Maroc doit instaurer, dans le cadre de la stratégie du
développement durable, une gestion parcimonieuse du patrimoine hydraulique
(les meilleurs sites du point de vue technico-économique étant pratiquement
tous équipés) ; donc assurer la sauvegarde des ouvrages acquis. D’où la
nécessité de porter autant, sinon plus, l’attention sur la gestion que sur la
mobilisation de l’eau.
Alors, c’est dans le cadre de la gestion conservatoire des ressources
hydrauliques que s’intègre notre travail.
PREMIERE PARTIE: PROBLEMATIQUE ET
OBJECTIFS DU TRAVAIL
I - PROBLEMATIQUE
Les années 80 ont été marquées par le lancement officiel, sous les Hautes
directives de Feu SA MAJESTE LE ROI HASSAN II, du vaste programme de
réalisation des petits barrages. Durant cette période, la construction des petits
barrages va connaître un développement sans précédent. La réalisation de ces
petits ouvrages se fait par le biais de la convention tripartite établie entre 3
Ministères à savoir le Ministère des travaux Publics, le Ministère de l'Intérieur et
le Ministère de l'Agriculture. La gestion et les frais d'entretien devraient être
endossés par les Communes concernées; lesdites Communes bénéficient de
l'assistance technique des Directions Régionales/Provinciales de l'Equipement.
On est à mesure donc de se demander: est ce que les Communes arrivent à
s'acquitter de cette lourde tâche? Quelles sont les conséquences directes d'une
gestion insuffisante sur les ouvrages?
De plus, avec le vieillissement des barrages, les problèmes de sécurité
deviennent une préoccupation. En effet, la sécurité de la population en aval
dépend de la stabilité du barrage et celle-ci ne peut être effective sans un
entretien régulier.
Cela requiert des inspections, des évaluations, des modifications et des
rénovations des parties dégradées. C'est ainsi que, le diagnostic et la
réhabilitation s’imposent comme des moyens de prévention adéquats et une
assurance vie pour les barrages. A cet effet, le diagnostic permet de déceler
d’éventuels désordres dès leurs débuts avant qu’ils ne risquent de compromettre
l’intégrité de l’ouvrage ou celles qui engendreront des interventions lourdes, et
ceci en vue d’apporter des réparations en temps opportun aux différentes
dégradations.
Le présent travail s’intéresse aux petits barrages en terre et ce choix se
justifie par le fait que ces ouvrages sont souvent faiblement ou pas du tout
équipés en dispositif d’auscultation. En plus, pour des raisons économiques, on
adopte souvent des dispositions constructives parfois critiquable et pouvant
conduire à un vieillissement de certaines parties des barrages. Enfin, on note
qu'après leur réalisation on prête très peu d'attention à l'entretien de ces
ouvrages.
Ces particularités illustrent la nécessité impérieuse de mener une étude de
diagnostic sur les petits barrages.
II - OBJECTIFS DE L’ ETUDE
II.1- Objectif général
L’objectif général de ce travail est d’établir l’état de santé des six
barrages (barrage Ain Aouda (Temara); Arid et Ait Lamrabtia (Khémisset);
Aggay (Sefrou); Blad El Gaada et Mahrez (Fès)) et faire une évaluation de l'état
de leur gestion.
II.2- Objectifs spécifiques
- Dresser des fiches d’état de chacun des six barrages ;
- Inspecter les différentes parties du corps des barrages afin de dégager les
principaux types de dégradation observée sur les barrages ;
- Déterminer les principales causes de détérioration;
- Proposer des voies de réhabilitation pour une meilleure gestion de ces
ouvrages.
III - CADRE DU TRAVAIL
Le présent travail est conduit sous le Co-Encadrement de Pr. Houssine
BARTALI de l'Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II et de Mme
SOUALHINE du Secrétariat d'Etat Chargé de l'Eau. Il s’intègre dans le cadre
d'une collaboration entre le Secrétariat d'Etat Chargé de l'Eau et l'Institut
Agronomique et Vétérinaire Hassan II et vise à établir le bilan de santé des petits
barrages au Maroc.
Nos travaux ont été effectués sur les six barrages sus cités. Ce sont des sites que
le Secrétariat d'Etat Chargé de l'Eau a choisi pour nous compte tenue de l'intérêt
qu'ils représentent par rapport au thème et aux objectifs de l'étude.
DEUXIEME PARTIE: BIBLIOGRAPHIE
CHAPITRE I: GENERALITES SUR LES BARRAGES
I.1- INTRODUCTION
Sans eau, il n'y a pas de vie sur notre planète. Elle est notre ressource la
plus précieuse, sans parler de l'air et de la terre. Pendant les trois derniers
siècles, la quantité d'eau douce utilisée a été multipliée par 35, alors que la
population mondiale a été multipliée par 8. Compte tenu du taux d'accroissement
de la population mondiale actuelle de 5,6 milliards de personnes (90 millions
environ par an), et compte tenu de leurs espérances légitimes en une
amélioration de leur niveau de vie, on prévoit un accroissement de la demande
globale en eau de 2 à 3 % par an au cours des prochaines décennies. [13]
Les ressources en eau douce sont limitées et mal réparties. Dans les pays à
très forte consommation, aux ressources abondantes et à l'infrastructure
technique très développée, diverses solutions (réduction des pertes, recyclage,
réutilisation) permettront sans doute d'arrêter plus ou moins la progression de la
demande. Par contre, il existe des régions où la fourniture d'eau conditionne
toute amélioration du niveau de vie, actuellement trop bas, et même la survie des
communautés existantes, ainsi que la satisfaction de la demande toujours
croissante résultant de l'accroissement rapide de leur population. Dans ces
régions, on ne saurait se passer de la contribution des barrages pour l'utilisation
des ressources en eau.
Les variations saisonnières et les aléas climatiques s'opposent à
l'utilisation complète des débits naturels des cours d'eau, les inondations et
sécheresses provoquant, de surcroît, de véritables catastrophes. Depuis presque 5
000 ans, les barrages participent efficacement à l'alimentation en eau, car ils
stockent les excédents en période d'abondance pour les relâcher en période
sèche; en outre, par ce mécanisme, ils éliminent ou réduisent les conséquences
néfastes des crues.
Il va sans dire que les barrages dont les retenues représentent actuellement une
capacité totale de stockage de près de 6 000 km 3 contribuent efficacement à la
gestion des ressources mondiales en eau qui sont limitées, mal réparties et
peuvent présenter de grandes variations saisonnières.
I.2- DEFINITION GENERALE D'UN BARRAGE
Un barrage est un « Ouvrage au travers des cours d'eau, en vue d'y
prélever une part plus ou moins importante du débit » mais qui sert aussi à "la
régulation des débits réclamée par l'agriculture", à "la production d'électricité" et
à la "protection contre les crues, la navigation, l'alimentation en eau potable, les
usages industriels, le tourisme et les loisirs ». [9]
I.3- DIFFERENTS TYPES DE BARRAGE
On peut distinguer plusieurs types de barrages en fonction de la géométrie
des sites et des objectifs qui leurs sont assignés.
I.3.1- Barrages rigides
I.3.1.1- Barrages- poids en maçonnerie ou en béton
Le barrage poids résiste à la poussée de l’eau et aux sous pressions grâce à
son propre poids. La surface en contact avec le réservoir (face amont) est
généralement verticale, alors que la face aval s'incline graduellement en se
rapprochant du sol. Etant donné que les pressions sont plus importantes près de
la fondation, il est généralement de profil triangulaire. Son poids doit être
suffisant pour qu’il ne glisse pas sur sa fondation et ne bascule sur lui-même.
Les barrages-poids en béton sont soit en béton conventionnel vibré, soit en béton
compacté au rouleau (B.C.R).
I.3.1.2- Barrages à contreforts
Ils sont constitués d’un voile d’étanchéité en béton armé, souvent incliné
vers l’aval, et ce sont cette fois, principalement, les contreforts qui compensent
la poussée de la retenue d'eau et non pas sa masse. Les barrages à contreforts
sont des ouvrages qui nécessitent de faibles volumes de béton, par contre le
coffrage doit être réalisé avec soin.
I.3.1.3- Barrages voûtes
Ce type d’ouvrage utilise la courbure du mur pour contrecarrer la pression
de l'eau. Ce sont les barrages les plus hauts et ils sont généralement installés
dans des gorges étroites avec des fondations présentant de bonnes qualités
mécaniques .Ils peuvent constituer des solutions relativement économiques par
rapport à des barrages –poids par exemple.
I.3.2- Barrages en remblai
Ce sont les plus nombreux et les plus simples à réaliser, Ils sont
généralement constitués de deux types de matériaux : du remblai et d’une
couche étanche disposée soit au milieu, soit à l’amont dans le cas des barrages à
masque.
I.3.2.1- Barrages en terre
Ils peuvent être constitués par des matériaux de caractéristiques très
diverses, à la différence des barrages en béton ou même en enrochement dont les
matériaux constitutifs restent contenu dans des fourchettes beaucoup plus
étroites. Ces barrages se subdivisent en deux familles principales selon le type
de structure :
I.3.2.1.1- Barrages en terre homogène
Les barrages homogènes sont le plus souvent réalisés en argile peu
plastique dont les caractéristiques tant hydrauliques que mécaniques permettent
en toute sécurité d’adopter des pentes de talus de 1/2 ou 1/2.5 en amont et en
aval, moyennant les spécifications de compactage. Ils sont constitués d’un
massif en terre compactée imperméable, muni d’un dispositif de drains dans sa
partie aval et d’une protection mécanique contre l’effet du batillage dans sa
partie amont. La forme générale est trapézoïdale avec des largeurs en crête de
3.5 à 5 m pour les hauteurs les plus courantes. Ces types de barrages sont
recommandés lorsqu’on dispose sur place et en quantité suffisante de matériaux
terreux permettant d’obtenir après compactage des conditions d’étanchéité et de
stabilité satisfaisantes.
Figure 1: Barrage en terre homogène. [7]
I.3.2.1.2- Barrage à profil zoné ou à noyau
Comme son nom l’indique, il est constitué d’un noyau étanche au centre
(ou en amont) et de deux recharges en matériau plus grossier dont le rôle est
d’assurer la stabilité de l’ensemble du massif. La fonction d’étanchéité est
assurée par le noyau réalisé en matériau argileux. En outre, l’étanchéité du
barrage doit être prolongée dans ses fondations soit par ancrage du noyau, soit
en réalisant au - dessous du noyau une coupure étanche telle que rideau
d’injection etc.
On s’oriente souvent vers ce type de barrage pour des ouvrages de grande
hauteur et/ou lorsqu’on constate l’hétérogénéité des matériaux disponibles sur
place et lorsque le volume de matériaux étanches est insuffisant pour constituer
tout le corps de l’ouvrage.
Protection amont Butée de pied drainant
DrainMassif homogène imperméable
Figure 2: Barrage zoné. [7]
I.3.2.2- Barrages en enrochement à masque amont
Ce sont des ouvrages–poids dont les matériaux constitutifs sont
essentiellement des tas de gros cailloux. La résistance à la poussée de l’eau est
assurée par le poids du massif, le masque amont est une paroi étanche reposant
sur une couche d’éléments fins drainant (et peut nécessiter, suivant sa nature,
une couche de protection) dans la partie amont du barrage. Il existe de
nombreuses natures de masque étanche telles que béton de ciment ou
bitumineux, chapes préfabriquées, membranes souples etc.
Le masque amont présente l’avantage de pouvoir être exécuté après
l’édification du remblai et de pouvoir être réparé aisément. Cependant, il est
exposé aux agressions extérieures (mécaniques ; thermiques…). Enfin, comme
dans le cas du barrage à noyau, le masque amont doit être prolongé s’il y a lieu,
par une coupure étanche dans les fondations du barrage.
Figure 3: Barrage à masque amont. [7]
I.4- FACTEURS INFLUENÇANT LE CHOIX D’UN TYPE DE BARRAGE
Le choix d’un type de barrage est conditionné par la morphologie du
talweg, de la qualité de la fondation, et de la disponibilité des matériaux de
construction en quantité et en qualité suffisantes proche du site. Aussi, la
disponibilité de la main d’œuvre abondante pourrait orienter le choix vers les
barrages en maçonnerie ou en gabions.
I.5- CLASSIFICATION DES BARRAGES
Il importe de signaler qu’il n’y a pas de classification universelle pour
différentier les petits et les grands barrages, la limite des classes est en effet
distincte d’un pays à un autre. Néanmoins, les critères de classifications sont
pareils partout et sont essentiellement : la hauteur de la digue, le volume de la
retenue et parfois la superficie du bassin versant.
Le Comité Internationale des Grands Barrages (CIGB) considère comme
grand barrage tout ouvrage dont la hauteur sur fondation est supérieure à 15 m,
ou une hauteur comprise entre 10 et 15 m avec toutefois une capacité de retenue
dépassant 1 million de m3, une longueur en crête de 500 m au maximum et un
débit évacuable supérieur à 2000 m3/s [5]. Actuellement le plus grand barrage du
monde est en cours de construction ; il s’agit de celui décidé par la Chine et
édifié sur le fleuve Yangtzé, son lac de retenue fera 600 kilomètres de long et
contiendra 40 milliards de mètres cubes d’eau. L’achèvement du projet est prévu
pour 2009. [A]
En France, si la hauteur de l'ouvrage est supérieure ou égale à 20 m et la
retenue d'eau supérieure à 15 millions de m3, il est appelé "grand barrage" ;
Sinon, il s’agit d’un petit barrage.
Au Maroc, on entend par petit barrage, l’ouvrage dont la hauteur est de 10
à 30 m ; le volume de la retenue ne dépassant pas 2 millions de m3 et avec une
superficie de bassin versant comprise entre 0.5 à 10 km2. Au-delà, il s’agit d’un
grand barrage. Le plus grand barrage du Maroc est celui d'Al Wahda avec une
capacité de 3,8 milliards m³ et 80 m de hauteur.
I.6- OBJECTIFS ET BUTS DES PETITS BARRAGES
Implantés dans des environnements fragiles et à faible activité
économique, les petits barrages apparaissent comme des aménagements très
innovants. Ils sont susceptibles de transformer profondément les systèmes de
production agricole traditionnels, et même de changer les comportements
sociaux face à cette mise à disposition d'une ressource naturelle rare et vitale:
l'eau. En effet, ces ouvrages s'intègrent de façon naturelle dans le paysage et sont
capables de maintenir les populations rurales en leur assurant de réelles
possibilités de développement.
La construction des petits barrages vise plusieurs objectifs:
- la protection contre les crues et la dégradation des infrastructures situées
en aval (villages, routes, périmètres agricoles);
- la dissémination de points d'eau dans le paysage pour l'alimentation en
eau potable, l'abreuvement du cheptel et l'irrigation;
- la régulation et la conservation des flux hydriques (captage du
ruissellement, recharge des nappes phréatiques etc.);
- l'amélioration de l'environnement par la création d'oasis, l'extension du
reboisement et la lutte contre l'érosion des sols et la protection des grands
barrages en aval contre l'envasement;
- le développement et l'amélioration des activités agricoles (cultures
maraîchères, pisciculture, vergers…);
- et enfin, la création d'activités économiques nouvelles comme la pêche, le
tourisme, les résidences secondaires et les aires récréatives.
Cependant, l'efficacité et la durabilité de ces ouvrages demeurent fonction de
nombreux problèmes à résoudre qui vont d'une part du choix du site et de la
réalisation technique jusqu'à la participation des acteurs locaux au projet et
d'autre part à la régularité sur les interventions d'entretien et de la maintenance
desdits ouvrages.
CHAPITRE II: ETUDE DE DIMENSIONNEMENT D'UN
PETIT BARRAGE EN TERRE
Les petits barrages sont des ouvrages de retenue d'eau de surface, créés
par une digue en terre. Le dimensionnement de ces petits ouvrages passe
d’abord par des études topographiques ; hydrologiques; géologiques et
géotechniques. Par la suite il y a un calcul de rentabilité économique et une
étude d’impact sur l’environnement afin d’optimiser au mieux le projet.
II.1- ETUDE TOPOGRAPHIQUE
Elle va permettre d’établir des documents (plans, cartes et profils) relatifs
à la retenue et au site du barrage. Lesdits documents permettront de se prononcer
sur l’aptitude topographique du site et de positionner l’axe du barrage et ses
ouvrages annexes. En outre ils serviront à estimer la capacité de la retenue et sa
surface et de fournir aux géologues les fonds de plan pour les études
géologiques. Les documents sus cités sont généralement établis aux échelles
1/2000 ou 1/500 pour l’axe de la digue et 1/50000 ou 1/25000 pour la cuvette.
II.2- ETUDES GEOLOGIQUES ET GEOTECHNIQUES
Les études géologiques et géotechniques d’un site de barrage permettront
de valider ou de réfuter le choix d’un site. Ces études concernent essentiellement
la stabilité mécanique; l’étanchéité des appuis et des fondations ; l’étanchéité de
la cuvette de la retenue et la stabilité de ses versants. En effet les études
géologiques et géotechniques permettent d’arrêter les fonds de fouilles pour les
différentes variantes envisageables sur le site et par conséquent les volumes
d’excavation; ceci, afin de procéder à une comparaison économique des
variantes.
Les études géotechniques permettent de fixer les hypothèses sur les
paramètres qui seront pris en compte dans les calculs de stabilité et par
conséquent conditionnent étroitement la conception de l’ouvrage.
Cette partie de l’étude est capitale pour la suite du projet puisque c’est au
cours de cette phase qu’on arrête l’emplacement de l’axe de la digue et le type
de barrage à construire. A l’issu de ces différentes études, commence le
dimensionnement de l’ouvrage en question.
II.3- EVALUATION DES BESOINS
Les barrages sont construits pour satisfaire des demandes diverses et bien
définies. De ce fait, les besoins en eau potable,les sollicitations agricoles et
pastorales doivent être évalués avec soin, sachant que les paramètres utilisés ne
sont pas toujours aisés à obtenir, surtout en milieu rural. En plus, il faut prendre
en considération les diverses pertes d’eau (infiltration, évaporation) et les pertes
de la capacité de la cuvette causées par l’envasement.
Pour l’estimation des besoins en eau on peut utiliser les données
suivantes : Les besoins journaliers moyens en eau pour l’homme sont de 150 l
en milieu urbain, et de 20 à 40 l en milieu rural [7].
Les besoins agricoles sont estimés en fonctions des différentes
spéculations et de la surface à irriguer. On évalue les paramètres tels que les
besoins en eau des cultures, l’évapotranspiration potentielle et l’infiltration.
Les besoins pastoraux sont d’environ 20 l/tête pour les ovins et caprins et
de 30 à 50 l/tête pour les bovins [7].
II.4- ETUDES HYDROLOGIQUES
Ces études permettent d’évaluer les apports moyens annuels, d’arrêter le
choix de la crue de projet qui conditionne le dimensionnement de l’évacuateur
de crue, et de fixer la crue de chantier qui conditionne le dimensionnement des
batardeaux. On évalue aussi les pertes au barrage et les différentes
caractéristiques de l’ouvrage.
II.4.1- Etude des apports et estimation de la crue de projet
On entend par apport, la quantité d’eau susceptible d’arriver à l’exutoire
du barrage pendant une période considérer. Ainsi, on procédera à une étude
détaillée que possible des apports annuels afin de déterminer le volume maximal
utilisable sur le site avec le taux de satisfaction choisi, et on vérifie que ce
volume est satisfaisant pour remplir la retenue envisagée.
Pour l’évaluation des apports plusieurs formules sont proposées, mais, dans le
contexte africain cet aspect est l’une des parties de l’hydrologie les plus mal
connues du fait de manque de données sur le coefficient d’écoulement.
II.4.2- Estimation de la crue de projet
Le dimensionnement d’un barrage nécessite impérativement la
détermination de la crue maximale qu’il doit évacuer en tenant compte de l’effet
de laminage par la retenue. Le débit laminé est calculé sur la base d’un débit de
pointe évalué à partir de l’étude du régime des crues. On choisi une période de
retour de crue, ce qui revient à accepter un certain risque qui va être en rapport
avec l’intérêt économique de l’ouvrage et les impératifs de sécurité liés au
contexte local.
II.4.3- Evaluation des pertes
II.4.3.1- Pertes par dépôts solides
Les particules arrachées pendant le ruissellement aboutissent au barrage
et s’y déposent, ce qui engendre à la longue le comblement de la retenue. Le
transport solide, tout comme les écoulements, sont fonction notamment des
caractéristiques géologiques, morphologiques, pédologiques, de la couverture
végétale et de l’état de dégradation du bassin versant.
Le problème au niveau d’un barrage est de prévoir la quantité de dépôts et le
nombre d’années nécessaire au comblement de 10%,20% etc., de la capacité de
la retenue.
II.4.3.2- Pertes par infiltration dans la cuvette
L’infiltration au niveau de la cuvette est un facteur inévitable surtout lors
de la première mise en eau du barrage. Cependant, lors du choix du site on doit
veiller à ce que ce phénomène ne dépasse pas un certain seuil. En première
approximation on peut l’évaluer à 10% de la hauteur utile de la réserve. [7]
En réalité, l’infiltration diminue avec le temps du fait des dépôts d’argiles
colloïdales au fond de la cuvette et pour être étanche , le fond de la cuvette doit
présenter sur une épaisseur minimum de 0.5 m une perméabilité assez faible,
inférieur à 10-6 m/s.[7]
II.4.3.3- Pertes par évaporation
Les pertes par évaporation sont de loin les plus importantes en Afrique. Ces
pertes dans une réserve sont subordonnées à la surface du plan d’eau, de la durée
d’ensoleillement, du déficit de saturation de l’air et de la surface exposée au
vent.
II.5- DIMENSIONNEMENT DE LA DIGUE
Elle constitue le corps du barrage et elle est constituée de divers matériaux
selon le type barrage choisi. Les éléments qui entrent dans son dimensionnement
sont : la largeur en crête, la tranchée d’ancrage et les pentes des talus.
II.5.1- Largeur en crête
Elle doit être suffisante pour permettre la circulation des engins de
terrassement pour les travaux de finition de la digue et son entretien à venir,
pour cela on adopte un minimum de 3.5 m.
II.5.2- Tranchée d’ancrage
La tranchée d’ancrage ou d’étanchéité a pour rôle de servir d’assise à la
digue et d’empêcher l’eau de passer sous le barrage en allongeant le chemin de
la filtration. Sa profondeur à chaque profil est déterminée selon la règle de
LANE qui est la suivante : Lv = 1/3Lh> C*H [II.1]
Avec :
Lv = cheminement vertical de l’eau ;
Lh = cheminement horizontal de l’eau ;
C = coefficient de Lane, qui dépend de la nature des matériaux ;
H= la charge effective de l’eau qui s’applique sur les fondations aux plus hautes
eaux.
II.5.3- Pentes des talus et longueur à la base
Les pentes des talus d’un barrage en terre sont fixées par les conditions de
stabilité mécanique du massif et de ses fondations.
En ce qui concerne le massif, on donne en général aux parements des
pentes qui paraissent optimales compte tenu de la nature des matériaux, et on
vérifie si possible par une étude de stabilité que le barrage présente une sécurité
satisfaisante avec ses pentes.
On doit tenir compte aussi de la fondation qui doit être stable du point de
vue mécanique, car si elle est de mauvaise qualité, meuble par exemple, on est
amené à réduire la pente des talus en élargissant la largeur à la base de
l’ouvrage.
La largeur maximale à la base est donnée par la formule :
B = (m1 + m2)* H + Lc [II.2] B étant la largeur maximale (en m); m1 et m2 sont respectivement les fruits
amont et aval ; H est la hauteur de la digue (en m) et enfin Lc la largeur à la
crête (en m).
Le tableau ci après donne à titre indicatif les valeurs de pentes de talus suivant
la hauteur et le type de barrage.
Tableau 1: Pentes des talus des barrages en terre. [7]
Pentes des talus Hauteur du barrage
(en m) Type de barrage
Amont (m1) Aval (m2)
Inférieur à 5 m Homogène
A zones
1/2.5
1/2
1/2
1/2
5 à 10 m
- Homogène, granularité étendue
- Homogène, à fort pourcentage
d’argile
- A zones
1/2
1/2.5
1/2
1/2
1/2.5
1/2.5
10 à 20 m
-Homogène, granularité étendue
- Homogène, à fort pourcentage
d’argile
- A zones
1/2.5
1/3
1/2
1/2.5
1/3
Supérieur à 20 m
- Homogène, granularité étendue
- Homogène, à fort pourcentage
d’argile
- A zones
1/2.5
1/2.5
1/2
1/2.5
1/2.5
1/3
II.6- PROTECTION DES TALUS
Les talus d'un barrage en terre sont sujets à l'érosion due au ruissellement
des eaux de pluies, à l'action mécanique des vagues, pour le parement amont et,
à l'érosion interne provoqués par le ressuyage des eaux de saturation du barrage.
Il y a donc lieu de prévoir une protection des talus.
II.6.1- Protection du talus aval
Le talus aval peut être protégé efficacement contre le ravinement
provoqué par les eaux de ruissellement par un enherbement qui doit être réalisé
immédiatement à l'achèvement des travaux. Pour cela, il faut avoir soin de
recouvrir le parement d'une couche végétale de 5 à 10 cm. Les espèces
herbacées doivent être sélectionnées selon leur aptitude à supporter le climat
local, avec une préférence pour les espèces rampantes couvrant mieux le talus.
Toute plantation d'arbustes et, a fortiori, d'arbre est à proscrire.
On recommande en outre, de prévoir une risberme à mi-talus pour les
barrages de hauteur supérieures ou égal à 15 m, ceci dans le but de casser
l'énergie des eaux de ruissellement. Un fossé sur la risberme permettra alors
d'évacuer ces eaux.
II.6.2- Protection du talus amont
Le talus amont est en général protégé contre le batillage par un
enrochement, un revêtement perméable (béton bitumineux ouvert, dallettes de
béton préfabriqués etc..) qui repose sur un filtre, ou un traitement au ciment.
Cette protection est destinée à éviter que les matériaux terreux qui constituent le
barrage ne soient érodés par les vagues qui se forment notamment dans la partie
supérieure de la retenue sous l'action des vents. Il est de plus nécessaire,
d'interposer une couche de transition graveleuse (épaisseur de l'ordre de 20 cm
pour une granulométrie 0/100 mm) afin de parachever la dissipation de l'énergie
des vagues à travers les interstices des blocs et éviter le pompage par celles-ci
des matériaux fins du remblai entre les enrochements.
Dans le cas d'une protection en enrochement, l'épaisseur de l'enrochement
varie de 0.3 à 1 m et les éléments de cet enrochement doivent être tels que 50%
des pierres aient un diamètre supérieur à 20 cm, les éléments les plus petits
n'ayant pas un diamètre inférieur à 10 cm.
II.7- ETUDE DE STABILITE
Cette étude intéresse la stabilité des talus amont et aval sur la fondation. Elle
permet de vérifier la stabilité de l'ouvrage dans ses diverses phases de "vie", et
d'améliorer les caractéristiques du profil type. Toutes les méthodes permettant
de calculer la stabilité se basent sur des hypothèses de la forme de la surface de
rupture au contact de laquelle il peut y avoir glissement. En général on prend
une surface cylindrique circulaire à axe horizontal, qui parait comme un cercle
appelé cercle de glissement dans une coupe verticale de la digue. Les méthodes
de calcul en rupture circulaire, FELLENIUS, BISHOP (la méthode de
FELLENIUS est en général la plus pessimiste) conviennent dans les cas
courants. Le coefficient de sécurité calculé est fonction de la géométrie, des
caractéristiques géotechniques (c', Φ') et des pressions interstitielles régnant
dans l'ouvrage dans les diverses phases de son histoire:
- En cours de construction et en fin de construction (stabilité du talus à
pente la plus forte).
- En fonctionnement normal à retenue pleine lorsque le régime hydraulique
permanent est établi (stabilité du talus aval).
- Au cours des phases transitoires de fonctionnement, en particulier lorsque
le niveau de l'eau s'abaisse rapidement lors des vidanges rapides (stabilité
du talus amont).
Les valeurs minimales du coefficient de sécurité généralement admises sont
de 1.5 pour le talus aval en régime permanent, et de 1.2 à 1.4 pour le talus
amont en vidange rapide. Toutefois, ces valeurs sont susceptibles de varier en
fonction du risque encouru, de la quantité et de la qualité des informations
disponibles ainsi que le mode de fonctionnement prévu pour la retenue. Il faut
noter que la rupture du talus amont en vidange rapide est beaucoup moins lourde
de conséquences (retenue au moins partiellement vidée) que celle du talus aval
en régime permanent.
II.8- DISPOSITIFS DE PROTECTION CONTRE LES EFFETS DE L'EAU
II.8.1- Filtres et drains
Le corps de la digue est muni d’un ou plusieurs dispositifs de drainage et
de filtre. Du fait de la charge hydraulique en amont du barrage, l’eau s’infiltre
progressivement dans son massif et ses fondations, même si les matériaux de
construction et l’implantation de l’ouvrage aient été choisis de manière à limiter
les infiltrations. De ce fait, il importe d’éviter que la résurgence de ces eaux ne
nuise à la stabilité de l’ouvrage par le phénomène de renardage. Une attention
particulière doit être portée au respect des spécifications dimensionnelles de ces
organes ainsi qu’au respect de la régularité des pentes dans le sens de
l’écoulement pour les drains.
Les filtres sont en général constitués de couches successives de matériaux
perméables et de granulométries de plus en plus fins.
Les drains sont constitués soit de graviers perméables, soit d’éléments de
tuyaux en béton poreux ou en PVC perforé également entourés d’une couche de
graviers.
On distingue :
Le drain tapis, disposé dans la partie aval et au contacte avec les
fondations. Il intercepte les infiltrations dans le massif.
Le drain vertical, disposé au centre de la digue, constitue une solution
efficace pour intercepter les eaux d’infiltration.
II.8.2- Etanchéité du remblai
Lorsque la terre du remblai n'est pas suffisamment imperméable pour
constituer un barrage homogène étanche, on l'équipe d'un organe d'étanchéité
spécial. Les techniques les plus couramment mises en œuvres sont les noyaux
en matériau argileux compacté, les masques à l'amont en béton bitumineux.
II.9- OUVRAGES ANNEXES
II.9.1- Evacuateur de crues:
Les ouvrages annexes des barrages en matériaux meubles sont
pratiquement toujours disposés en dehors de l'entreprise de ceux-ci. Le choix sur
le type, forme et positionnement est guidé par les critères de stabilité visant à
assurer la sécurité, la durabilité, le bon fonctionnement hydraulique de
l’ouvrage.
L'évacuateur de crues est souvent constitué par :
- un déversoir par où s’effectue le laminage de la crue ;
- un canal qui est soit à air libre (ou chenal d’évacuation), soit sous pression
par où s’écoule le débit laminé ;
- un bassin de dissipation qui va permettre la dissipation de l’énergie érosive de
l’eau.
Figure 4: Evacuateur de crue. [7]
Très souvent, les matériaux extraits pour réaliser cet organe sont utilisés
dans le corps du barrage. Un aspect fondamental du problème de l'évacuation
des crues réside dans le risque mortel que courrait le barrage en cas de
déversement. Un massif de terre ou d'enrochement ne peut pas résister à
l'érosion superficielle et, en peu de temps, le barrage serait entièrement détruit.
C'est avec ce type d'ouvrage que l'on doit prendre les marges de sécurité les plus
confortables dans l'évaluation de la plus grosse crue convenable. De plus,
pendant l'exécution des travaux, des dispositions doivent être soigneusement
étudiées pour qu'une crue intempestive ne provoque pas une catastrophe avant
que l'ouvrage ait atteint le niveau où les eaux pourront être entonnées dans le
canal d'évacuation des crues. C'est l'étude de chaque cas particulier qui peut
donner une solution concrète.
II.9.2- Ouvrages de prise et de vidange
De manière à pouvoir suivre, entretenir et exploiter correctement un barrage, on
lui adjoint en général un ouvrage de vidange et de prise.
II.9.2.1- Vidange de fond
Son rôle principal est de permettre une vidange totale ou partielle de la
retenue en cas d'accident susceptible d'endommager gravement la digue.
L'ouvrage d’évacuation est nécessaire pour extraire l’eau du réservoir en
continue. Il permet d'abaisser le plan d'eau en cas de besoin ou de vider
complètement la retenue. Il doit pouvoir vider la retenue en 8 ou 10 jours en cas
de danger, lors de contrôle, de l’entretien ou de la réparation du barrage. La
vidange de fond sert également à évacuer les sédiments qui se déposent dans la
retenue.
On utilise en général une conduite qui peut être soit un tuyau de gros
diamètre, soit une canalisation en béton de type galerie. L'écoulement dans la
conduite doit être aéré dès l'aval de la vanne amont par un reniflard, afin d'éviter
des phénomènes de battements ou des vibrations sous l'effet du passage en
écoulement instable à fort débit.
II.9.2.2- Prise d’eau
Les petits barrages en terre, et particulièrement ceux destinés à une
utilisation agricole, disposent d'un ouvrage de prise. C'est à partir d'elle que l'eau
accumulée va pouvoir atteindre, par une conduite, une galerie ou un canal, le but
qui lui est assigné. Elle est généralement placée à un niveau permettant de
pouvoir capter l'eau d’une qualité acceptable surtout dans le cas d’une
alimentation en eau. Elle comprend un dispositif de prise à l'amont, une
conduite enterrée ou posée sous la digue et un ouvrage de raccordement au
réseau d'irrigation à l'aval. La conduite peu être en béton armée ou en acier et est
pourvue de vannes permettant de réguler le débit.
II.10- COMPACTAGE DU REMBLAI
Depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale, on a pratiquement
abandonné la technique du remblayage hydraulique au bénéfice du compactage.
Les progrès considérables réalisés dans les gros engins de terrassement
permettent actuellement de construire, dans des conditions économiques, des
massifs aussi volumineux que les précédents, mais plus stables.
On détermine expérimentalement sur le chantier l'épaisseur des couches et le
nombre de passes de l'engin compacteur par des essais. Le nombre de passes
permettant d'atteindre la densité sèche désirée doit être compris entre 6 et 12,
afin d'obtenir un remblai de compacité suffisamment homogène. Si la
caractéristique recherchée est obtenue avec un nombre de passes inférieur à 6,
on augmente l'épaisseur de la couche. Si le nombre doit être supérieur à 12, on
diminue cette épaisseur. L'épaisseur des couches avant compactage doit rester
sensiblement comprise entre 0.25 et 0.5 m. Une épaisseur supérieur à 0.5 m
nécessite en effet un compactage avec une forte énergie qui aboutit à un
surcompactage de la partie supérieure de chaque couche avec formation de
glacis de surface. Cela donne au remblai une structure feuilletée à perméabilité
horizontale prépondérante. Le choix du rouleau compacteur doit donc être fait
de manière à compacter des couches d'épaisseur convenable.
Les engins de compactage utilisés sont de diverses sortes : rouleaux à
joints lisses pouvant aller jusqu'à 20 tonnes par pneu ; rouleaux à pieds de
diverses formes (pieds coniques, pieds prismatiques, pieds de mouton, pieds de
club), le pied ayant une surface de contact de 30 à 80 cm2 et exerçant au fond de
l'empreinte une pression de 20 à 35 bars ; enfin rouleaux vibrants d'un poids de 8
à 10 tonnes.
Les rouleaux vibrants sont de plus en plus employés, ils sont très efficaces
et permettent de compacter toutes sortes de matériaux, dans les terres fines
jusqu'aux gros enrochements. Les engins de compactage circulent constamment
en passant plusieurs fois au même endroit.
CHAPITRE III: SURVEILLANCE ET ENTRETIEN DES
BARRAGES
Le risque de rupture brusque et imprévue d'un barrage reste extrêmement
faible. La situation de rupture parait plutôt liée à une évolution plus ou moins
rapide d'une dégradation de l'ouvrage. Cela souligne l'importance de la
surveillance. En outre, il faut noter que la longévité des barrages repose
largement sur la maintenance et l’entretien de leurs pièces maîtresses.
III.1- SURVEILLANCE
Les activités relatives à la surveillance de la sécurité des barrages
comprennent le contrôle du comportement structural, la mise en place de plans
d'alerte et de secours, la formation du personnel exploitant, des exercices
mobilisant les organismes publics et la population locale, et la mise en place de
mesures de réduction des risques. Au fur et à mesure que le développement
résidentiel et économique s'étend dans un bassin fluvial, les caractéristiques
hydrologiques de celui-ci sont modifiées. Cela nécessite périodiquement une
étude complète des précipitations et des conditions de ruissellement, de même
que l'identification d'autres modifications hydrologiques du bassin fluvial.
La visite technique est recommandée dès que VH 2 > 5 (avec H est la hauteur
du barrage en m et V son volume en m3). Elle est effectuée par un bureau
d'étude lorsque le propriétaire ou l'exploitant ne dispose pas des compétences
minimales nécessaires. La périodicité recommandée est:
* une fois par an lorsque VH 2 /100, ou lorsque le barrage intéresse la sécurité
publique;
* une fois tous les deux ans lorsque 50[ VH 2 <100 ;
* une fois tous les trois à cinq ans lorsque VH 2 <50. [16].
Des visites intermédiaires peuvent s'imposer en cas de circonstance
exceptionnelle (forte crue, tempête, séisme).
La surveillance des petits barrages repose sur les éléments suivants :
III .1.1- Inspection visuelle
Elle est de toute première importance, il s'agit d’une méthode qualitative
qui intègre de très nombreux paramètres et qui permet de "détecter de l’ordre de
90% des désordres et anomalies susceptibles d’affecter l’ouvrage", (Royet,
1994) [16]. De même, J.Combelles (EDF) et al [3] affirment que "l'expérience
montre que la plupart des anomalies ont été détectées lors des visites
d'inspection", d’où le caractère irremplaçable de l'intervention humaine.
L’inspection visuelle de routine et les visites techniques approfondies
permettent de déceler rapidement tout phénomène nouveau affectant le barrage
ainsi que de suivre qualitativement les évolutions. Ces examens concernent
l'observation des parements de la digue, des ouvrages annexes (évacuateur et
vidange de fond) et des rives. Toutefois, on note que cette méthode n'est pas
toujours facile, surtout pour les zones pratiquement toujours immergées en
occurrence le parement inférieur amont.
III.1.2- Mesures d'auscultation
Contrairement à l’observation visuelle, l'auscultation est une méthode
quantitative basée sur l'utilisation d'instruments de mesure, choisis et positionnés
pour rendre compte de l'évolution du comportement de l'ouvrage. Le dispositif
d’auscultation doit donc être conçu en fonction du type, des dimensions et des
particularités techniques du barrage.
Les principaux dispositifs d’auscultation adaptés aux petits barrages sont
classés en quatre grandes catégories :
- Mesures de déplacements superficiels par des procédés topographiques
(altimétrie pour le tassement et planimétrie pour le déplacement amont - aval)
de repère de nivellement en crête de remblai et pilier d’observation
topographique ;
- Mesures de déplacements internes par tassomètres et clinomètres pour les
barrages en matériaux meubles ;
- Mesures de déformations locales par extensomètres pour les fondations
rocheuses et les ouvrages massifs en béton;
- Mesures de phénomènes hydrauliques (mesures des débits de fuite,
piézomètres pour la mesure des pressions interstitielles) et de la côte du plan
d'eau (par une échelle limnimétriques).
La consistance du dispositif d'auscultation pour les barrages de petite
dimension et non dangereux pourra se limiter en repères alignés sur la crête;
quatre à six repères permettront de suivre le comportement de la digue
(tassement et déplacement amont – aval).
La fréquence des mesures doit être définie en fonction de l’ouvrage et de
son exploitation, la période la plus sensible étant la première mise en eau du
barrage.
III.1.3- Essais de fonctionnement
Les essais de fonctionnement sont effectués essentiellement à travers les
manœuvres des vannes de vidange (vanne de réglage et vanne de garde) et, le
cas échéant, des vannes d'évacuation de crues. Ce qui va permettre de détecter
les éventuels défauts à travers une vérification complète de tous leurs organes.
III.2- ENTRETIEN
Afin d'assurer la pérennité des bienfaits apportés par un barrage, il est
nécessaire d’établir un plan complet d'exploitation, d'entretien et de
réhabilitation. L’auscultation et la surveillance d’un ouvrage ont pour objet de
mettre en évidence toute évolution rendant une intervention nécessaire soit sur
les fondations soit sur le barrage lui-même. Si les fondations sont rocheuses, les
interventions se limitent généralement à la réduction des sous-pressions et à la
limitation des débits de fuite (drainage et injections supplémentaires). Si les
fondations sont en terrain meuble, des déformations transversales importantes
peuvent apparaître dans des couches de faible consistance, nécessitant de mettre
en place des banquettes latérales de part et d’autre du corps du barrage en
remblais.
En ce qui concerne le corps du barrage, les interventions d’entretien
peuvent être très variées (colmatage ou injection de fissures, amélioration du
drainage, remise en état des masques amont, entretien des parements et de la
crête…).Enfin, des travaux d’entretien de la retenue elle-même peuvent être
nécessaires comme l’élimination des dépôts solides et de la végétation, contrôle
et maîtrise des fuites, d’éventuels glissements des berges.
III.2.1- Entretien de la retenue
En temps normal, le cours d'eau évacue par lui même sa charge solide. Or
les conditions calmes qui règnent dans une retenue posent le problème du
comblement dont la vitesse dépend de 2 facteurs: le transport moyen par unité
de temps et la capacité du réservoir.
La sédimentation dans les retenues est en général un facteur limitant la
productivité car elle conduit à une perte de volume. Il est vrai qu'en plus de la
perte du capital sol, l'érosion entraîne de graves conséquences pour la gestion de
l'eau. C'est dire que la diminution des performances des ouvrages se traduit
immanquablement par des pertes économiques au niveau des usages (eau
potable, abreuvement, irrigation,...) et nécessite la création de capacités de
stockage nouvelles de remplacement pour autant que des sites favorables à leur
réalisation existent à proximité. De même, l'érosion et les très fortes charges en
sédiments compliquent-elles, également, l'exploitation des ouvrages annexes
(prise d'eau, vidange de fond, canaux...) et renchérissent leurs coûts d'opération,
d'entretien et de maintenance. Dans certaines retenues, ce phénomène a comme
conséquences le colmatage des drains et les évacuateurs de fond et la
perturbation de la piézométrie de l'ouvrage. Il faut noter également que ces
boues deviennent rigides après un certain temps et ne peuvent plus êtres
évacuées.
Au Maroc la capacité totale des barrages, "estimée à 14,5 milliards de
mètres cubes, a perdu, aujourd'hui, quelque 1,1 milliard à cause de la vase.
Celle-ci progresse annuellement de près de 65 millions de mètres cubes.
Nombreux sont les ouvrages qui sont sérieusement menacés. C'est le cas du
barrage Mohammed V sur la Moulouya qui a perdu la moitié de sa capacité"
[10].
Plusieurs méthodes sont employées pour l'évacuation de cette vase. Les
vidanges doivent être effectuées périodiquement (au moins une fois tous les 10
ans). On peut procéder notamment à des chasses. Ce procédé consiste, lorsque
l'on procède à une vidange totale, à effectuer un lâché brutal mais d'un volume
limité depuis un barrage situé en amont de la retenue. La chasse doit être
effectuée avant que les matériaux soient exondés (essorage et compactage). Pour
les retenues qui peuvent rester vides pendant de longues périodes, on utilise la
méthode des purges, qui consiste à laisser le cours d'eau reprendre son
creusement naturel. Cette méthode est particulièrement adaptée pour les vallées
à flans raides qui favorisent les glissements et ravinements.
Dans certains cas, on a dimensionné la retenue afin qu'elle puisse absorber
une importante masse de sédiments avant que sa productivité ne soit altérée.
Une méthode similaire consiste à construire en amont de la retenue un bassin de
décantation. Dans ces deux cas, le coût est important et le problème irrésolu,
c'est pourquoi l'on choisira plutôt des méthodes curatives dont la réussite est
étroitement liée à une bonne connaissance de la granulométrie des sédiments et
de la variabilité des lieux de sédimentation en fonction de la hauteur d'eau dans
la retenue, d'où la nécessité de réaliser de mesures bathymétriques.
III.2.2- Entretien des ouvrages hydromécaniques
Les ouvrages hydromécaniques, du fait qu'ils sont en contact avec l'eau,
sont exposés au risque de corrosion et l'attaque de la rouille. Les opérations
d'entretien consistent donc à effectuer régulièrement un badigeonnage sur les
boulons et les volants de manœuvre des vannes. L'ouverture périodique des
vannes garanti leur sécurité par rapport au risque de coincement. En outre, ces
opérations doivent être périodique et les manœuvres doivent être aussi proche
des conditions de fonctionnement normales que le permet la sécurité de la
population aval, d'autant plus que tout incident entraînera la vidange totale de la
retenue du barrage et provoquer des inondations.
Enfin, les conduites doivent être régulièrement observées dans leurs
parties visibles et le cas échéant nettoyées et repeintes.
III.3- Impacts des petits barrages au Maroc
La construction des petits barrages s'avère être la technique la mieux
adaptée aux besoins des petits ensembles ruraux. Ils apportent une ressource en
eau disséminée dans le paysage pour l'alimentation des agglomérations rurales
en eau potable, l'abreuvement du cheptel, l'irrigation, les usages domestiques.
Leur construction protège également les villes et les périmètres agricoles contre
les crues et l'érosion et contribue à recharger les nappes phréatiques.
La politique des petits barrages a permis la création d'emplois, permettant ainsi
de résorber le chômage et l'exode rural; la formation professionnelle des
ouvriers qui, au départ, ne possédait aucune qualification; ainsi que le
développement du commerce local principalement au niveau du secteur tertiaire,
développement dû à l'effet induit de l'injection des salaires versés aux ouvriers.
Devant les résultats encourageants des première expérience et les retombées
positives incalculables pour le développement du monde rural, l'opération initiée
en 1985, a été poursuivie et étendue à 15 barrages collinaires en 1986. En 1987
on dénombrait 34 barrages de capacité globale de retenue de l'ordre de 32
millions de m3, créant des possibilités d'irrigation d'appoint de l'ordre de 2320
ha et d'abreuvement de 73 000 têtes de bétail [8]. De nos jours le Maroc dispose
de plus d'une centaine de petits barrages.
III.4 Résultats des études préliminaires
Il convient de souligner qu'il a eu des travaux antérieurs sur les petits barrages
au Maroc. De ces études, il en ressort que l'état de santé général des barrages
sont satisfaisants, aucun désordre menaçant dans l'immédiat la stabilité de ces
ouvrages. Toutefois, les barrages présentent des dégradations et des anomalies,
notamment, la présence de végétation sauvage, des déplacements de protection
des talus et/ou démolition des parapets, l'envasement important avec des taux de
30 à 100% (DOGONBADA, 2002) [10].
Des problèmes relatifs à la géologie sont également signalés avec des fuites et
des problèmes d'étanchéité sur l'axe de certains barrages et des retenues
(HEYOUNI, 1994) [11].
CHAPITRE IV: RISQUES DES BARRAGES
Un barrage n’est pas une structure inerte, il vit, travail sous l’action de
diverses forces et se fatigue. En effet, l’ensemble des forces qui agissent sur la
structure de l'ouvrage: défauts de conception, érosion interne des sols, colmatage
des filtres et drains, fissuration des bétons, séisme, crue exceptionnelle, etc.
peuvent entraîner des dégradations, souvent évolutives dans le temps et pouvant
occasionner des accidents sur la stabilité de l’ouvrage. De nombreux cas
d'accident de barrages ont été recensés dans le monde. La majorité de ces
d'accidents se sont produit sur les petits barrages. Une étude statistique de M.
Serafim, Professeur de l'université de Coimba, sur les cas de ruptures
mentionnés dans le registre mondial du CIGB donne: 69% concernent des
barrages de moins de 30 m de hauteur, 23% entre 30 et 60 m et 8% aux barrages
de plus de 60 m [4].
En Roumanie, suivant la classification des incidents survenus sur les
barrages, on a 75% qui se sont produits sur des ouvrages de peu d'importance
[2].
IV.1- QUELQUES DONNEES STATISTIQUES
Il importe de souligner que les données que nous exposerons ne reflètent pas
réellement le nombre d'accidents qui se produisent dans le monde. Il est sûr que
pour certains Responsables, une rupture présente un caractère affamant qui les
conduit à procéder à la rétention d'information.
Dans le monde :
35.000 à 40.000 barrages d'une hauteur supérieure à 15 m (dont la moitié en
Chine) 80% sont inférieurs à 30 m ; 1% est supérieur à 100 m.
- Entre 1959 et 1987, 30 accidents significatifs de barrages ont été recensés,
faisant 18.000 victimes, [B].
- En France, chaque année (depuis les cinq dernières années), une à deux
ruptures se produisent en moyenne sur les milliers de petits barrages répartis sur
les cours d’eau. Les derniers en date sont ceux qui ont survenu dans la nuit du
29 au 30 décembre 2001. A cette date la "Savoureuse" entre en crue en amont de
la ville de Belfort et sur les huit ouvrages qui équipaient des bassins de rétention
pour protéger les habitations, trois se sont rompus et deux autres ont été
endommagés. Il n’y a pas eu de victimes mais cinq cents maisons ont été
inondées et des centaines de véhicules endommagés, [C].
Les cas de ruptures spectaculaires sont les deux accidents survenus, le
premier en 1895 à Bouzet-Vosges faisant 100 morts et le deuxième en 1959, à
Côte du plan d'eau par rapport au niveau normal:…………
Service de gardiennage:……………………………
Etat du corps de l'ouvrage:
Points à obsrver Renseignements notés Observations
Couronnement du remblai:
- état de la crête du
barrage
murette pare-vague
Parement amont
- Etat de la protection
antiballage
Parement aval:
-état général du talus
-Présence de ravins
Zones humides et
suintements
-amorce de glissement
- Orniérage ?
- Points bas? - Profil général de la crête
Rupture/ fissure? - déplacement des rip-rap? -déformation du parement en marche d'escalier? - présence de végétation arbustive? - nombre, importance, profondeur, origine? - localisé? - sur des lignes horizontales? - instabilité du talus
Etat des ouvrages annexes: Points à observer Renseignements à noter observations
Evacuateur de crues - seuil
- coursier
- bajoyers
- dissipateur d'énergie
Vidange de fond - vannes
- tour de prise
Evènements marquants depuis la précédente visite
Noter le type d'évacuateur
-état général
présence d'obstacles
état général?
érosion radier?
végétation?
stabilité, déformations
fissuration?
Débordements?
érosion?
Déformation des structures
déplacement des
enrochements
Noter le nombre et le type en bon état de fonctionnement? essai lors de la visite? Corrosion? rouille? problème d'étanchéité, état général présence d'eau dans le puit? travaux d'entretien? travaux de confortement? très forte crue?
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Fiche synoptique du barrage Mahrez A- Données générales •Maître d'œuvre : DAH • Bureau d'étude : SCET- MAROC • Province : Fès B- Caractéristiques hydrologiques • Superficie du bassin versant : 107 km2 • Apports moyens interannuels : 8.5 hm3 • Débit de la crue de projet (T= 1000ans) : 450 m3/s C- Caractéristiques de la retenue •Cote de la R.N : 496 NGM • Niveau P.H.E : 498.5 NGM • Volume à R.N : 620 000 m3 • Surface à R.N : 18.52 km2 •Taux d'envasement : 25 000 m3/ an D- Géologie de la fondation:La géologie du site est marquée par la présence de formation meubles, argilo-silteuses. Le fond de la vallée est constitué de limons argilo caillouteux sur environ 1 m. E- Le barrage La digue •Type variante : digue zonée • Côte en crête : 500 NGM • Longueur en crête : 508 m • Largeur en crête : 5 m • Hauteur max sur fondation : 17 m • Hauteur max sur T.N : 14 m • Pente du talus amont : 3 H/ 1 V • Pente du talus aval : 2.5 H/ 1V • Volume de l'ouvrage : 145 750 m3 F- Les ouvrages annexes F-1. Evacuateur de crues •Type : seuil libre • Implantation : rive gauche • Côte du seuil : 496.5 NGM • Longueur de déversement : 50 m • Crue de projet (T = 1000 ans) : 450 m3/s F-2. Vidange de fond •Type : conduite circulaire en acier •Implantation : dans le barrage en rive droite •Section : Φ800 • Longueur : 42.6 m •Contrôle : grille amont et deux vannes papillons Φ800 disposées à l'aval •Côte seuil entonnement : 493 NGM G- Canal de dérivation
Débit de dimensionnement : 35 m3/s Longueur totale : 4100 m Type : canal en maçonnerie trapézoïdal sur
3115 m et rectangulaire sur 985 m. Pente des berges : 3H/ 2V Largeur au fond : 3 m Implantation : rive droite
H- Coût global et délai d'exécution Coût global (barrage + canal) : 30 MDH Délai d'exécution (barrage + canal) : 22 mois
Fiche synoptique du barrage Arid
A- Données générales : • Nom : Oued Arid • Situation : Pronvince de Khémisset • Hydrologie : • Bassin versant : Superficie 24 km2 • Les crues
Période de retour (ans) 10 50 100 500 1000 Débit de pointe (m3/s) 15 32 40 60 70
• Envasement : le taux d’envasement est
évalué à 5300 m3/an C- Géologie de la fondation : Le fond de la vallée est constitué d'une couche d'alluvions grossières avec des passages gravelo-sableux à gravalo-sablo-limoneux sur une épaisseur supérieure à 4 m. D- La retenue • Côte de la retenue normale : 362 N.G.M • Côtes des plus hautes eaux : 363 N.G.M • Volume de la cuvette en retenue normale : 660 000 m3 E- Le barrage : La digue : • Type du barrage choisi : remblai zoné • Hauteur maximum au dessus de la fondation : 19.60 m • Hauteur maximum sur TN : 17.50 m • Côte crête : 364 N.G.M + parapet amont de 1 m de
haut • Longueur en crête : 205 m • Largeur en crête : 5 m – parapet de 0.5 m de largeur •Pente des talus amont : 4.5 H/ 1 V aval : 4.5 H/ 1 V • Volume total de fouilles : 31 500 m3 • Volume total de remblai : 220 000 m3 • Volume total de béton : 1520 m3 F- Ouvrages annexes F- 1. Evacuateur de crue : • Type : seuil libre • Implantation : rive droite • Côte du seuil : 362 N.G.M • Longueur de déversement : 70 m • Débit maximal évacué sous PHE : 133.3 m3/s • Restitution : chenal non revêtu
F- 2.Vidange de fond : • Type : conduite en béton coffré, fondé au
rocher • Section : circulaire de 80 cm de diamètre • Côte seuil d’entonnement : 349 N.G.M • Côte seuil à la sortie : 346.25 N.G.M • Longueur de la conduite : 141.20 m • Pente moyenne : 2 % • Débit maximum sous la RN : 5 m3/s • Contrôle : par deux vannes installées à l’amont manoeuvrable à partir d’une tour murale de 0.80 * 0.80
Fiche synoptique du barrage Aggay
B- Données générales • Maître d'œuvre : DAH • Bureau d'étude : CID TEAM MAROC • Province : Fès • Commune : Sefrou •But de l'ouvrage : Protection de la ville de Sefrou
contre les crues B- Caractéristiques hydrologiques • Superficie du bassin versant : 63.6 km2 • Pluie moyenne annuelle sur le bassin : 650 mm • Apports moyens interannuels : 6.6 hm3 • Débit de la crue de projet (T= 5000ans) : 600 m3/s C- Caractéristiques de la retenue • Cote de la R.N : 1055 NGM • P.H.E : 1058.83 NGM • Volume à R.N : 1.25 hm3 • Surface à R.N : 0.13 km2 • Taux d'envasement : 11 000 m3/ an D- Géologie de la fondation: une importante couche d'alluvions (alternance de limons sableux et de couches graveleuses à galets centimétriques) excédant les 15 m masquent le substratum. E- Le barrage La digue •Type variante : digue homogène • Côte en crête : 1060 NGM • Longueur en crête : 156.3 m • Largeur en crête : 5 m • Hauteur max sur fondation : fonction des résultats de reconnaissances • Hauteur max sur T.N : 37 m • Pente du talus amont : 4 H/ 1 V • Pente du talus aval : 3 H/ 1V • Volume de l'ouvrage : 336 970 m3 • Coût global de l'ouvrage : 314 000 000 DH F- Les ouvrages annexes F-1. Evacuateur de crues •Type : seuil libre en bec de canard • Implantation : rive gauche •Côte du seuil : 1055 NGM • Longueur de déversement : 40 m • Charge max : 3.83 m • Restitution : chenal de 20 m de largeur F-2. Vidange de fond •Type : conduite circulaire en acier •Implantation : dans le barrage en rive droite •Section : Φ800
•Contrôle : deux vannes papillons disposées
à l'aval •Côte seuil entonnement : 1030 NGM
Fiche synoptique du barrage BLAD EL GAADA C- Données générales • Maître d'œuvre : DAH • Bureau d'étude : Hidrotecnica MAROC • Province : Fès •But de l'ouvrage : Protection de la ville de Fès contre
les crues B- Caractéristiques hydrologiques • Superficie du bassin versant : 38 km2 • Apports moyens annuels : 3 hm3 •Débit de la crue de projet (T= 5000ans) : 200 m3/s C- Caractéristiques de la retenue • Cote de la R.N : 405 NGM • P.H.E : 406.7 NGM • Volume à R.N : 2 893 400 m3 • Surface à R.N : 37.96 km2 • Taux d'envasement : 20 000 m3/an D- Géologie de la fondation: les marnes du tortonien constitue le substratum du site E- Le barrage La digue •Type variante : digue zonée • Côte en crête : 408 NGM •Longueur en crête : 390 m • Largeur en crête : 6 m • Hauteur max sur fondation : 29.5 m • Hauteur max sur T.N : 24.5 m •Pente du talus amont : 3 H/ 1 V • Pente du talus aval : 2.5 H/ 1V • Volume de l'ouvrage : 348 850 m3 F- Les ouvrages annexes F-1. Evacuateur de crues •Type : seuil libre suivi d'un canal bétonné • Implantation : rive gauche • Côte du seuil : 405 NGM • Longueur de déversement : 25 m • Volume excavation : 22 250 m3 • Volume béton : 1 990 m3 F-2. Vidange de fond
•Type : conduite circulaire en acier enrobé de béton
•Implantation : dans le barrage en rive gauche •Section : Φ800 •Longueur : 110 m •Equipement hydromécanique : grille amont, 2 vannes papillons aval 800mm + 1 vanne 200 mm •Côte : 390 NGM G- Coût global et délai d'exécution • Coût global de l'ouvrage : 33 000 000 DH • Délai d'exécution : 12 mois
Fiche synoptique du barrage Ain Aouda
A- Données générales : • Maître d’œuvre : Administration de l’Hydraulique • Bureau d’études : Equiter • Province : Temara Skhirat • Ville la plus proche : Rabat • Cours d’eau : Sehb Argoub Al Kelkha B- Hydrologie : • Bassin versant : Superficie 8.5 km2 • Apports moyens annuels : 120 000 m3 • Les crues :
Période de retour (ans) 10 50 100 1000 Débit des crues (m3/s) 12 26 31 49
Volume (m3) 18 400 40 000 48 000 75 000 • Envasement : le taux d’envasement est
évalué à 1 800 m3/an C- Géologie de la fondation : Le substratum du site de l’ouvrage est constitué de grès noirâtre et grisâtre et de schistes verdâtre d’âge primaire. D- La retenue • Côte du fond de lit au niveau du site : 225 N.G.M • Côte de la retenue normale : 230.70 N.G.M • Côtes des plus hautes eaux : 232.85 N.G.M • Volume de la cuvette en retenue normale : 120 000 m3 • Aire du plan d’eau en retenue normale : 48 670 m2 E- Le barrage : La digue : • Type du barrage choisi : Digue homogène • Hauteur maximum au dessus de la fondation : 10.50 m • Côte crête : 233.35 N.G.M • Longueur en crête : 152 m • Largeur en crête : 5 m • Pente des talus amont : 3 H/ 1 V aval : 2.5 H/ 1 V • Volume de terrassement : 4050 m3 • Limon : 16500 m3 • Enrochement : 1870 m3 • Filtre : 2230 m3 • Grave- crête : 80 m3 • Volume total de la digue : 20680 m3
F- Ouvrages annexes F- 1. Evacuateur de crue : •Type : Dalot à section carrée de 1.5 m * 1.5 m • Implantation : rive gauche • Côte du seuil : 230.7 N.G.M • Longueur de déversement : 1.5 m • Charge maximale au dessus du seuil : 2.15 m • Débit maximal évacué sous PHE : 49 m3/s • Volume de terrassement : 400 m3 • Volume de béton : 25 m3 F- 2.Vidange de fond : • Type : conduite circulaire en acier
enrobé de béton • Implantation : rive gauche • Côte de calage : 226.80 N.G.M • Dimension : Φ 800 mm • Longueur de la conduite : 48 m • Pente : 0.46 % • Volume de terrassement : 180 m3 • Volume de béton : 85 m3 Equipement de la vidange : Vanne à papillon : Φ800 Grille de protection : 1 U Coût de l’ouvrage : 2 007 000 DH
Fiche synoptique du barrage Ait Lamrabtia
A- Données générales : Nom : Ait Lamrabtia Situation : Province de Khémisset
B- Hydrologie : • Bassin versant : Superficie 5 km2 • Les crues :
Période de retour (ans) 100 1000 5000 Débit moyen des crues (m3/s) 7.3 10 12
Débit de pointe (m3/s) 29 40 48 • Envasement : le taux d’envasement est
évalué à 3000 m3/an C- Géologie de la fondation : Les affleurements rencontrés sur le site et la cuvette sont des schistes du primaire qui ont subi plusieurs phases tectoniques D- La retenue
Côte de la retenue normale : 891 N.G.M
Côtes des plus hautes eaux : 892.6 N.G.M Volume de la cuvette en retenue normale : 200 000 m3
E- Le barrage : La digue :
Type du barrage choisi : remblai avec noyau central et recharges en alluvions
Hauteur maximum au dessus de la fondation : 19.50 m Hauteur maximum sur TN : 13 m
Côte crête : 893 N.G.M + parapet amont de 1 m de
haut Longueur en crête : 108 m Largeur en crête : 5 m – parapet de 0.5 m de largeur Pente des talus
amont : 3 H/ 1 V aval : 2.5 H/ 1 V
Volume total de fouilles : 11 500 m3 Volume total de remblai : 42 000 m3
F- Ouvrages annexes F- 1. Evacuateur de crue :
Type : seuil libre en maçonnerie Implantation : rive droite Côte du seuil : 891 N.G.M Longueur de déversement : 8 m Débit maximal évacué sous PHE : 29.8 m3/s Restitution : chenal de 8 m de largeur revêtu en maçonnerie sur les 10 premiers mètres
F- 2.Vidange de fond :
• Type : conduite en béton coffré, fondé au
rocher • Section : carré de 80 cm de côté • Côte seuil d’entonnement : 880.93 N.G.M • Côte seuil à la sortie : 879.51 N.G.M • Longueur de la conduite : 70 m • Pente moyenne : 2.1 % • Débit maximum sous la RN : 5.5 m3/s • Contrôle : par deux vannes installées à l’amont manoeuvrable à partir d’une tour en maçonnerie
FIGURE 1: PLAN DE SITUATION DU BARRAGE AGGAY
Barrage Aggay
FIGURE2: PLAN DU BARRAGE AIN AOUDA
Barrage Ain Aouda
FIGURE 3 : PLAN DE SITUATION DU BARRAGE AIT LAMRABTIA
Barrage Ait Lamrabtia
FIGURE 4 : PLAN DE SITUATION DU BARRAGE ARID
FIGURE 5 : PLAN DE SITUATION DES BARRAGES MAHREZ ET BLAD