Les barrages voute

energie.edf.com
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Comme indiqué précédemment, lors de la construction d’un barrage il faut veiller à la pression s’exerçant sur l’ouvrage.

Une solution consiste à incurver la forme, de ce constat naît le deuxième type d’architecture pour barrage qui est la voûte. 

 

Schéma de barrage à double courbure
Schéma de barrage à double courbure

Le barrage voûte est généralement un barrage en béton dont la forme courbe permet un report des efforts de poussée de l’eau sur chaque côté sur les rives rocheuses de la vallée.   Le barrage décrit donc un arc sur le plan horizontal. Certains barrages voûtes sont arqués selon les deux plans (Horizontal et vertical), on parle dans ce cas de barrage voûte à double courbure

 

Les flèches noires représentent la poussée consécutive due à l'eau et les flèches rouges la réaction sur les parois.
Les flèches noires représentent la poussée consécutive due à l'eau et les flèches rouges la réaction sur les parois.

 Il a ainsi la particularité de s’appuyer sur les rebords de la falaise, il utilise ainsi la solidité de la falaise pour assurer leur maintien. Mais la paroi rocheuse doit être de très bonnes qualités pour que les maintiens soient solides. 

Barrage de Monteynard   Wikipédia
Barrage de Monteynard Wikipédia

Dans des conditions favorables, les barrages-voûtes contiennent moins de béton que les barrages poids et leur stabilité est obtenue plutôt par leur forme que par leur masse propre. 

 

Schéma de la structure d'une cathédrale gothique
Schéma de la structure d'une cathédrale gothique

Le barrage voûte fonctionne sur le même principe que les voûtes des cathédrales. Pour ces dernières, la charge se concentre sur les piliers des voûtes. Pour les barrages, l'effort se concentre aux points d'appuis sur les rives.

 

Modelisation des lieux pour la construction d'un barrage. Import des données de Google earth.    http://www.rhinoshack.com/forum/21-architecture-aec/1092-essai-rhinoterrain-retour-dexperience
Modelisation des lieux pour la construction d'un barrage. Import des données de Google earth. http://www.rhinoshack.com/forum/21-architecture-aec/1092-essai-rhinoterrain-retour-dexperience

Ainsi, peu de sites conviennent à ce type de barrage puisqu'ils ne sont adaptés qu'à des vallées étroites disposant de versant très rigides afin de supporter le poids de l'eau. Par conséquent, les barrages voûtes sont plus hauts donc la hauteur de chute d’eau depuis son entrée dans la conduite forcée (tuyau reliant la prise d’eau à la turbine) jusqu’à la centrale en aval est haute.

 

Simulation informatique relatif à l’implantation d'un barrage voûte avec le logiciel Rhinoterrain http://www.rhinoshack.com/forum/21-architecture-aec/1092-essai-rhinoterrain-retour-dexperience

Coupe transversale d'un barrage voûte. Plus la couleur est chaude plus la sollicitation hydraulique est importante.

 

Cas d'un barrage poids

Paint
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Dans ce cas la flèche rouge représente la pression lié à l’eau dans le réservoir, les flèches bleu représentent la réaction parallèle produite par la paroi rocheuse pour contrer la force de l’eau

Ici la flèche rouge représenta la poussée de l’eau dans le réservoir, les deux flèches bleu représente la poussée devant être fournie par les parois rocheuse. 

Cas d'un barrage voute

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Dans le cas de la voute cette force est encore divisée par deux contrairement au barrage droit. Nous constatons donc que le barrage voute reporte plus la poussée sur une grande partie de la voute que le barrage droit.