La forme des barrages


Dans le cas des barrages de hautes chutes, on cherche à avoir une importante hauteur du barrage pour créer de la pression. Cependant cette pression est aussi l’un des principaux problèmes des hauts barrages.

C’est non pas le volume d’eau qui fait augmenter la pression sur le barrage mais la hauteur d’eau.

Comme prouvé dans l’expérience de Pascal avec la bouteille la pression augmente avec la hauteur.

 

Les flèches noires représentent la poussée consécutive à l'eau dans le réservoir, plus la flèche est épaisse plus la poussée est importante.

La flèche P représente la poussée du poids du barrage sur son support.

La flèche rouge représente quand à elle la réaction.

Elle agit vers le bas et les côté la pression de l’eau dans le lac est contrée par la montagne, mais aussi dans la direction de l’ouvrage. Ce dernier doit impérativement être en mesure de contrer cette force sans rompre.

Ouverture des vannes du barrage des Trois Gorges suite aux importante innondation de la province de Hubei le 20 Juillets 2010.    le Figaro
Ouverture des vannes du barrage des Trois Gorges suite aux importante innondation de la province de Hubei le 20 Juillets 2010. le Figaro

Comme le montre cette image, le barrage doit faire face à une pression phénoménale.

Le barrage hydroélectrique de Grandval                             hotel-lion-or.com
Le barrage hydroélectrique de Grandval hotel-lion-or.com

Pour information, un bar est l’équivalent d’une masse de un kilogramme sur une surface de 1 cm² auquel il faut ajouter la pression atmosphérique qui est de 1.013 bars au niveau de la mer, de plus la pression de l’eau augmente de un bar tous les dix mètres. 

 

Le barrage de Tignes vf-air.com
Le barrage de Tignes vf-air.com

Il y a donc une pression phénoménale qui s’exerce sur la structure.

Le lac réservoir du barrage de Serre-Ponçon en France à une profondeur de 90 mètres, c'est-à-dire qu’il y a une force de 91 bars au point le plus profond du lac. Au barrage de Tignes ; c’est 180 bars qui s’exerce à la sortie des vannes du barrage. 

 

Le barrage de la grande-Dixence le plus haut du monde qui culmine à 258 mètres.  Grand-Dixence.ch
Le barrage de la grande-Dixence le plus haut du monde qui culmine à 258 mètres. Grand-Dixence.ch

 Les deux principales caractéristiques qui déterminent la forme d’un barrage sont la hauteur du barrage et la qualité de son terrain.

 

http://www.civil.usherbrooke.ca
http://www.civil.usherbrooke.ca

Comme la pression est le plus forte en bas du barrage, les ouvrages sont plus épais en bas.

C’est pour cela que les ingénieurs ont imaginé différentes forment d’ouvrage pour parer aux mieux à la pression.

 

La pression que l'eau exerce sur le barrage dépend de la profondeur, et est donnée par la formule simple suivante :

où  est la p densité massique de l'eau (en kg/m3), g est l'accélération de la pesanteur (9,81 m2/s) et h la profondeur.