Le principe général d'un barrage est de barrer une vallée, plus ou moins encaissée, pour accumuler l'eau. Cette accumulation peut avoir plusieurs objectifs.
Leurs caractéristiques géométriques et le principe de leur conception permettent aussi de regrouper les barrages en grandes familles.
On distingue donc, de façon schématique, divers types de barrages :
Suivant leur fonction, sachant qu'un même ouvrage sert le plus souvent à plusieurs fonctions :
- Accumulation d'eau restituée pour la production d'énergie, l'alimentation en eau ou l'irrigation ;
- Régulation d'un cours d'eau pour la navigation ou la gestion des crues et des étiages.
Suivant leurs caractéristiques géométriques :
- Barrages réservoirs, de grande hauteur ;
- Barrages au fil de l'eau, sur le cours d'une rivière.
Suivant leur conception :
- Barrages poids, pour lesquels, comme leur nom l'indique, c'est la masse de l'ouvrage qui s'oppose à la pression de l'eau ;
- Barrages voutes, pour lesquels la pression de l'eau est transmise par l'ouvrage sur les parois latérales.
Un barrage comporte toujours divers composants :
- le barrage proprement dit, qui retient l'eau, avec un masque d'étanchéité ;
- un évacuateur de crues, évitant un excès d'eau dans le réservoir ;
- des dispositifs de contrôle et de surveillance.
Pour les barrages réservoirs :
- une prise d'eau, pour envoyer l'eau vers son utilisation ;
- une vanne de fond, pour permettre la vidange du réservoir.
Pour les barrages au fil de l'eau :
- des vannes de régulation du débit ;
- souvent des écluses et des passes à poissons.
1/ Les barrages en remblai
1/ Les barrages en remblai
Les barrages en terre présentent notamment l’avantage de pouvoir reposer sur des fondations de médiocre qualité, c’est-à-dire compressibles.
Tous les barrages en terre peuvent être considérés comme des barrages-poids, c’est-à-dire qu’ils résistent à la pression de l’eau par leur propre poids. C’est ce qui explique leur section de forme trapézoïdale. On en trouve de trois types :
- homogène,
- à noyau,
- à masque.
• Barrage homogène
Un barrage en terre est dit homogène lorsqu’il est constitué d’un même matériau à dominante argileuse, relativement imperméable. Selon les ouvrages, la pente des talus sera plus ou moins forte, en fonction notamment des caractéristiques du matériau employé.
• Barrage à noyau
Dans un barrage à noyau, les fonctions de résistance et d’étanchéité sont en quelque sorte séparées. La résistance est assurée par les recharges placées sur les flancs de l’ouvrage, et l’imperméabilité par le noyau central.
Le noyau au centre de l’ouvrage va être constitué de la terre la plus imperméable possible. Il sera tenu de part et d’autre par des recharges composées, selon les cas, de terre plus perméable, d’alluvions ou d’enrochements.
• Barrage à masque
Il peut aussi exister des sites où aucune terre n’est disponible, mais seulement des enrochements. Ceux-ci sont alors employés pour réaliser le corps du barrage, tandis que l’étanchéité est assurée par un masque de béton, ciment ou béton bitumineux posé sur l’ouvrage lui-même, côté amont.
2/ Les Barrages en béton
2/ Les Barrages en béton
L’avantage du béton est notamment d’autoriser l’édification d’ouvrages plus résistants. Il en existe deux principaux types :
- les barrages poids,
- les barrages voûte.
S’y ajoutent les barrages à contrefort et à voûtes multiples, variantes des deux premiers.
• Barrage poids
Comme son nom l’indique, ce type de barrage oppose son poids à l’eau pour la retenir. En fonction des propriétés de résistance du matériau, la forme triangulaire à l’aval de l’ouvrage s’est peu à peu imposée.
• Barrage voûte
Le barrage voûte représente l’ultime aboutissement de l’utilisation des propriétés du béton en termes de résistance. Il permet des économies de volume d’au moins 30 % par rapport à un barrage-poids.
On pourrait comparer sa forme à celle d’un pont couché sur l’un de ses côtés, et qui chargerait de l’eau au lieu de véhicules. L’effort de résistance est ainsi en partie reporté par l’arc central sur les rives, permettant de construire des ouvrages moins volumineux, à performance égale.
En revanche, les fondations, sur lesquelles se reporte une grande partie de l’effort, doivent posséder des caractéristiques mécaniques élevées afin de supporter celui-ci.
3/ Barrages à contrefort et à voûte multiple
Les autres formes de barrages voûtes sont des variantes des deux premiers types. Le barrage à contrefort est ainsi un barrage poids allégé de l’intérieur. Le barrage à voûtes multiples, quant à lui, repose sur des appuis intermédiaires, lorsqu’une trop grande portée sépare les deux rives d’un cours d’eau.
