février 26, 2016
Les barrages
Les barrages sont des obstacles
structurels construits pour empêcher ou contrôler le débit d'eau dans les
rivières et les ruisseaux. Ils sont conçus pour servir deux grandes
fonctions.
Le premier est le stockage de l'eau pour compenser les fluctuations du débit de la rivière (débit) ou de la demande pour l'eau et l'énergie. La deuxième est l'augmentation de la charge hydraulique, ou la différence de hauteur entre les niveaux d'eau dans le lac créé en amont du barrage et la rivière en aval.
Le premier est le stockage de l'eau pour compenser les fluctuations du débit de la rivière (débit) ou de la demande pour l'eau et l'énergie. La deuxième est l'augmentation de la charge hydraulique, ou la différence de hauteur entre les niveaux d'eau dans le lac créé en amont du barrage et la rivière en aval.
En créant le stockage et la tête
plus, les barrages peuvent servir une ou plusieurs fins:
Produire de l'électricité;
L'approvisionnement en eau pour
les besoins agricoles, industriels et ménagers;
Maîtriser l'impact des crues et
Améliorer la navigation fluviale.
Ils peuvent être utilisés d'une
manière qui augmente en même temps la qualité de l'eau en aval, améliore
poisson et l'habitat de la faune, et prévoit une variété d'activités
récréatives, telles que la pêche, le canotage et la natation.
Classes de barrages
Quatre grandes catégories de
barrages sont basées sur le type de construction et les matériaux utilisés:
talus, gravité, voûte, et contrefort.
Embankment.
Barrages en remblai sont
généralement construites en terre compactée, rock, ou les deux, ce qui les rend
moins coûteux que d'autres qui sont construits en béton. En conséquence,
plus de 80 pour cent de tous les grands barrages sont de ce type. Barrages
en remblai ont un profil de forme triangulaire et sont généralement utilisés
pour retenir l'eau dans les grandes rivières.
Gravity.
Barrages-poids sont constitués
d'épaisses parois verticales de béton construits à travers les vallées
relativement étroites avec socle ferme. Leur poids suffit à résister à
renverser ou de glisser tendances dues aux charges horizontales imposées par
l'eau en amont grand.
Arch.
Barrages voûte, également
construits en béton, sont conçus pour transférer ces charges à des formations
rocheuses adjacentes. En conséquence, les barrages voûtes sont limitées
Contrefort.
Contrefort barrages sont
essentiellement les barrages poids creux construits en béton ou en bois en
acier renforcé.
La planification de barrages
Une planification minutieuse tout
au long de l'implantation, la conception et la construction de barrages est
nécessaire pour une utilisation optimale des rivières et pour prévenir l'échec
catastrophique du barrage. Ces phases de planification nécessitent
l'entrée des ingénieurs, géologues, hydrologues, écologistes, des financiers,
et un certain nombre d'autres professionnels.
Les concepteurs doivent d'abord
évaluer les solutions et les conceptions alternatives pour atteindre le même
objectif désiré, si l'objectif est d'allouer l'approvisionnement en eau,
d'améliorer la lutte contre les inondations, ou produire de
l'électricité. Chaque variante nécessite une analyse coûts-avantages et
l'étude de faisabilité pour évaluer son impact physique, économique, écologique
et sociale.
Une fois une alternative a été
sélectionné, un certain nombre de considérations importantes entrent dans la
conception et la construction du barrage. Ceux-ci comprennent:
L'évaluation hydrologique du climat
et de débits;
Enquête géologique de la
conception de la fondation;
Évaluation de la zone à être
inondés par le lac en amont (également appelé un réservoir) et ses impacts
environnementaux et écologiques associés;
La sélection des matériaux et des
techniques de construction;
Désignation des méthodes pour
dévier l'écoulement des cours d'eau lors de la construction du barrage;
L'évaluation du potentiel de
sédiments de s'accumuler sur le fond du réservoir et par la suite de réduire la
capacité de mémorisation, et
Analyse de la sécurité des
barrages et d'échec préoccupations.
Quand un barrage est mis en
service, ou commandé, l'eau est libérée du réservoir en amont sur un déversoir
ou à travers les portes de manière à répondre aux objectifs prévus. Les
règles de fonctionnement pour maximiser la production d'énergie, par exemple,
comprennent le maintien de la tête hydraulique. En revanche, les niveaux
d'eau dans les réservoirs de lutte contre les inondations doivent être réduites
périodiquement pour permettre un nouveau stockage pendant les périodes de
risque d'inondation prévus. questions d'exploitation, cependant, peuvent
facilement devenir complexe et hautement politisée et peuvent être difficiles à
résoudre. Cela est particulièrement vrai pour les systèmes fluviaux
contenant plusieurs réservoirs, des barrages qui servent à des fins multiples,
et dans les cas où les impacts sociaux, écologiques et environnementaux
négatifs sont importants.
Vue d'ensemble de la construction
de barrages
Le premier barrage pour les
enregistrements fiables existent a été construit sur le Nil quelque temps avant
4000 avant J.-C. près de la ville antique de Memphis. Vestiges d'autres
barrages historiques ont été localisés dans de nombreux sites riverains de la
Méditerranée et au Moyen-Orient, la Chine et l'Amérique centrale. Le plus
ancien barrage fonctionnant en continu encore en usage est le barrage Kofini,
qui a été construit en 1260 avant notre ère sur la rivière Lakissa en Grèce.
Aujourd'hui, il ya environ 850
000 barrages situés dans le monde entier. Sur plus de 40 000 qui sont
classés comme grands barrages, plus de la moitié sont situés en Chine et en
Inde. On estime que 24 pays produisent actuellement plus de 90 pour cent
de leur électricité à partir de barrages, et 70 pays comptent sur les barrages
de contrôle des inondations.
Barrages aux États-Unis.
Construction à grande échelle de
barrages a eu lieu aux États-Unis pendant les années de la Seconde Guerre
mondiale et après a atteint son apogée dans les années 1960. Les
organisations qui ont été principalement responsable de la construction de barrages
sont le US Army Corps of Engineers, le Bureau of Reclamation (partie du
ministère de l'Intérieur des États-Unis), et un certain nombre de développeurs
de services publics et privés.
Depuis le XIXe siècle, le US Army
Corps of Engineers a été ingénierie rivières pour permettre la circulation de
la rivière, la régulation des inondations, produire de l'électricité, et de
fournir l'eau d'irrigation. Quatre des plus grands barrages
Glen Canyon Dam de l'Arizona sur
le fleuve Colorado montre la courbure dans les barrages voûtes qui offre une
stabilité structurelle. Les parois rocheuses du canyon profond absorbent
la majorité des forces qui résultent du réservoir en amont, le lac
Powell.constructed par le Corps comprennent Garrison, Oahe, Fort Peck, et de Fort
Randall barrages.
Le deuxième groupe, le Bureau of
Reclamation, a été créé en 1902, lorsque le Congrès a adopté la Loi nationale
de remise en état. Le Bureau a été initialement chargé avec irrigation et
d'alimentation en développement de projets dans dix-sept États de l'Ouest et a
été responsable de la construction de plus de six cents barrages et des
réservoirs, y compris le massif Hoover, Shasta, Glen Canyon, Grand Coulee et
barrages.
La troisième organisation
responsable de la construction du barrage englobe diverses administrations
centrales, comme la Tennessee Valley Authority, la plus grande entreprise de la
puissance publique aux États-Unis, ainsi que d'autres activités sous la Federal
Power Act de 1920, qui prévoit l'octroi de licences de construction privée
barrages pour produire de l'énergie électrique. En partie à cause de cette
époque de la construction du barrage milieu du XXe siècle, la population de
barrage américain a approché 75000. Plus récemment, toutefois, le taux de
construction de barrages aux États-Unis est dépassé par le taux de
déclassement. Dans de nombreux cas, les coûts d'entretien des
infrastructures vieillissantes, les impacts sociaux et écologiques, les coûts
élevés de construction, et la moindre disponibilité de sites appropriés ont
fait des alternatives aux barrages plus viables.
John W. Nicklow
Bibliographie
Linsley, Ray K. et al. Génie
des ressources hydrologiques, 4e éd. New York: McGraw-Hill, 1992.
Mays, Larry W. ressources en eau
Engineering. New York: John Wiley & Sons, 2001.
Morris, Gregory L., et Jiahua
Fan. Manuel Réservoir de sédimentation. New York: McGraw-Hill, 1998.
Département américain de
l'Intérieur, Bureau of Reclamation. Conception de petits barrages, 3e
éd. Denver, CO: US Government Printing Office, 1987.
Commission mondiale sur les
barrages. Rapport final: Barrages et développement-Un nouveau cadre pour
la prise de décision. Cape Town, Afrique du Sud: la Commission mondiale
sur les barrages, 2000.
Ressources Internet
La Commission mondiale sur les
barrages. <http://www.dams.org>.
Grands barrages
Deux barrages plus hauts du monde
sont situés au Tadjikistan dans la ville de Vakhsh où ils tour plus de 335
mètres, ou 1100 pieds de haut (Rogun) et à 300 mètres, ou 985 pieds de haut
(NUREK). Le barrage des Trois Gorges en Chine, un barrage-poids en béton
devrait être achevée en 2009, sera de 175 mètres de hauteur (574 pieds),
l'équivalent d'un immeuble de 48 étages.
Une fois terminé, barrage des
Trois Gorges sera la plus grande centrale hydroélectrique du monde avec une
capacité de production de 18 200 mégawatts. Il fournira simultanément
stockage des crues et améliorer la navigation le long de la rivière
Yangtze. La structure créera un réservoir de plus de 600 kilomètres de
long et 1100 mètres de large, capable de stocker 39,3 milliards de mètres cubes
d'eau.
La construction du barrage, qui a
commencé en 1993, nécessite l'inondation de 632 kilomètres carrés de terres
existantes et entraînera la relocalisation permanente de plus de 1,2 millions
de personnes.
