Projet Barrage

1) Etude topographique des sites projetés 1) Rendement topographique RT Le rendement topographique d’un site est défini par la relation suivante :

RT = VR/Se Avec :

VR : volume de la retenue Se : surface écran

VR est obtenu grâce à la courbe V=f(h) qui caractérise chaque site. site On calcule Se en se référant au schéma suivant :

B Si

5m

b

On calcule Se en cumulant les surfaces Si des différents trapèzes jusqu’à la hauteur

Si= (1/2)*[5*(B+b)]

souhaitée, avec :

On obtient donc les résultats suivants : Pour le site N° 1 : Hauteur (m) 0 5 10 15 20 25 30

b (m) B (m) 0 120 140 168 188 216 240

0 140 168 188 216 240 264

Si (m2)

Se(m2)

VR (Mm3)

RT (m)

0 650 770 890 1010 1140 1260

0 650 1420 2310 3320 4460 5720

0 20 30 40 50 70 80

0 30769,2308 21126,7606 17316,0173 15060,241 15695,0673 13986,014

35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120

264 280 312 336 360 380 400 424 456 472 500 520 540 560 592 620 640 660

280 312 336 360 380 400 424 456 472 500 520 540 560 592 620 640 660 680

1360 1480 1620 1740 1850 1950 2060 2200 2320 2430 2550 2650 2750 2880 3030 3150 3250 3350

7080 8560 10180 11920 13770 15720 17780 19980 22300 24730 27280 29930 32680 35560 38590 41740 44990 48340

110 140 170 200 240 280 330 380 430 500 560 630 710 800 890 990 1100 1250

15536,7232 16355,1402 16699,4106 16778,5235 17429,1939 17811,7048 18560,18 19019,019 19282,5112 20218,3583 20527,8592 21049,1146 21725,8262 22497,1879 23062,9697 23718,2559 24449,8778 25858,5023

Hauteur (m)

b (m)

B (m)

Si (m2)

Se(m2)

VR (Mm3)

RT (m)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125

0 140 162 176 198 214 230 250 266 286 304 320 350 380 410 440 470 500 530 560 590 620 650 680 710 740

0 162 176 198 214 230 250 266 286 304 320 350 380 410 440 470 500 530 560 590 620 650 680 710 740 770

0 755 845 935 1030 1110 1200 1290 1380 1475 1560 1675 1825 1975 2125 2275 2425 2575 2725 2875 3025 3175 3325 3475 3625 3775

0 755 1600 2535 3565 4675 5875 7165 8545 10020 11580 13255 15080 17055 19180 21455 23880 26455 29180 32055 35080 38255 41580 45055 48680 52455

0 8 10 15 20 25 30 38 45 55 65 75 90 105 120 138 155 178 205 218 260 275 355 415 500 650

0 10596,0265 6250 5917,15976 5610,09818 5347,59358 5106,38298 5303,55897 5266,23757 5489,02196 5613,12608 5658,24217 5968,16976 6156,55233 6256,51721 6432,06712 6490,78727 6728,40673 7025,35984 6800,81111 7411,63056 7188,6028 8537,75854 9210,96438 10271,1586 12391,5737

Pour le site N° 2 :

130

770

800

3925

56380

15076,2682

850

Pour le site N° 3 : Hauteur (m)

b (m)

B (m)

Si (m2)

Se(m2)

VR (Mm3)

RT (m)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120

0 80 96 108 124 142 156 174 190 204 222 240 266 290 320 352 380 408 434 464 494 520 588 656 730

0 96 108 124 142 156 174 190 204 222 240 266 290 320 352 380 408 434 464 494 520 588 656 730 800

0 440 510 580 665 745 825 910 985 1065 1155 1265 1390 1525 1680 1830 1970 2105 2245 2395 2535 2770 3110 3465 3825

0 440 950 1530 2195 2940 3765 4675 5660 6725 7880 9145 10535 12060 13740 15570 17540 19645 21890 24285 26820 29590 32700 36165 39990

0 20 35 50 75 100 125 150 185 230 280 330 400 470 580 700 800 950 1100 1300 1550 1850 2200 2500 3000

0 45454,5455 36842,1053 32679,7386 34168,5649 34013,6054 33200,5312 32085,5615 32685,5124 34200,7435 35532,9949 36085,2925 37968,6758 38971,8076 42212,5182 44958,2531 45610,0342 48358,3609 50251,2563 53530,9862 57792,692 62521,122 67278,2875 69127,6096 75018,7547

On trace ensuite pour chaque site la courbe : RT=f(h), on obtient les résultats suivants : 140 120

Hauteur (m)

100 80 Site N° 3 60 Site N° 2 40

Site N° 1

20 0 0

10000

20000

30000

40000

50000

Rendement topographique (m)

60000

70000

80000

On remarque que le site N° 3 est celui qui très favorable en terme de rendement topographique car c’est celui qui présente un grand RT pour différentes hauteurs. Le site N° 1 vient ensuite en 2ème position puis le site N° 2.

On conclut alors pour cette partie, qu’il est préférable de choisir le site N° 3. 2) Rendement économique RE Le rendement économique d’un site est défini par la relation suivante :

RE = VR/VD Avec : VR : volume de la retenue VD : volume de la digue VR est obtenu grâce à la courbe V=f(h) qui caractérise chaque site. On calcule VD en se référant au schéma général suivant :

L1’’

L3’’

L2’’

V1’’

V2’’

L1’

V3’’

L2’

V1’

L3’

V 3’

V2’

100 m L1

L2

V1

V2

L3 50 m V3

Avec :

V1=L1*H*(1/2)*(C+(1/p1+1/p2)*(H/3)) V2=L2*H*(1/2)*(2*C+(1/p *H*(1/2)*( 1+1/p2)*H) V3=L3*H*(1/2)*(C+(1/p1+1/p2)*(H/3)) Les autres se calculent de la même façon.

VD = V1+V2+V3+V1’+V2’+V3’+V1’’+V2’’+V3’’

On a ainsi :

Remarque : Dans le cas où H > 50 m, on a VD(H) = VD’(50m)+VD(∆H) et VD’(50m) se calcule avec C’(H) avec C’ est définie par le schéma ci-dessus. ci Le même principe s’applique lorsque H > 100 m mais cette fois-ci fois ci en utilisant C’ et C’’. C

∆H

C’

P2

P1

100 m

C’’

50 m

On a donc :

C’=C+ C’=C+∆H*(1/p 1+1/p2) C C’’=C’+50*(1/p 1+1/p2) On obtient donc les résultats suivants : Pour le site N° 1 : H (m) 0 5 10 15 20 25 30

LC (m) 120 140 168 188 216 240 264

C'

C'' -

V1 (m3) 0

V2 (m3) 0

V3 (m3) 0

V1' (m3) 0

V2' (m3) 0

V3' (m3) 0

V1'' (m3) 0

V2'' (m3) 0

V3'' (m3) 0

VD (m3) 0

-

-

158,333333

4200

158,333333

0

0

0

0

0

0

4516,66667

-

-

920

10800

920

0

0

0

0

0

0

12640

-

-

2295

19800

2295

0

0

0

0

0

0

24390

-

-

4960

31200

4960

0

0

0

0

0

0

41120

-

-

8750

45000

8750

0

0

0

0

0

0

62500

-

-

14040

61200

14040

0

0

0

0

0

0

89280

VR (Mm3)

RE

0

0

20

4428,04428

30

2373,41772

40

1640,0164

50

1215,95331

70

1120

80

896,057348

35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120

280 312 336 360 380 400 424 456 472 500 520 540 560 592 620 640 660 680

-

-

20066,6667

79800

20066,6667

0

0

0

0

0

0

119933,333

-

-

30080

100800

30080

0

0

0

0

0

0

160960

-

-

41310

124200

41310

0

0

0

0

0

0

206820

-

-

55000

150000

55000

0

0

0

0

0

0

260000

-

-

70308,3333

178200

70308,3333

0

0

0

0

0

0

318816,667

-

-

88200

208800

88200

0

0

0

0

0

0

385200

-

-

110326,667

241800

110326,667

0

0

0

0

0

0

462453,333

-

-

139160

277200

139160

0

0

0

0

0

0

555520

-

-

165000

315000

165000

0

0

0

0

0

0

645000

-

-

200133,333

355200

200133,333

0

0

0

0

0

0

755466,667

-

-

235166,667

397800

235166,667

0

0

0

0

0

0

868133,333

-

-

274050

442800

274050

0

0

0

0

0

0

990900

-

-

316983,333

490200

316983,333

0

0

0

0

0

0

1124166,67

-

-

373666,667

540000

373666,667

0

0

0

0

0

0

1287333,33

-

-

433125

592200

433125

0

0

0

0

0

0

1458450

-

-

490966,667

646800

490966,667

0

0

0

0

0

0

1628733,33

-

-

553725

703800

553725

0

0

0

0

0

0

1811250

-

-

621600

763200

621600

0

0

0

0

0

0

2006400

110

917,176209

140

869,781312

170

821,970796

200

769,230769

240

752,783732

280

726,895119

330

713,585515

380

684,043779

430

666,666667

500

661,84257

560

645,062202

630

635,785649

710

631,578947

800

621,439669

890

610,236895

990

607,834309

1100

607,31539

1250

623,00638

Pour le site N° 2 : H (m) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125

LC (m)

C'

140

-

162 176 198 214 230 250 266 286 304 320 350 380 410 440 470 500 530 560 590 620 650 680 710 740 770

9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65

C'' -

V1 (m3)

V2 (m3)

V3 (m3)

V1' (m3)

V2' (m3)

V3' (m3)

0

0

0

0

0

0

158 766 2025 4133 7291 11700 17558 25066 34425 45833 55833 65833 75833 85833 95833 105833 115833 125833 135833 145833 155833 165833 175833 185833 195833

4900 12600 23100 36400 52500 71400 93100 117600 144900 175000 203000 231000 259000 287000 315000 343000 371000 399000 427000 455000 483000 511000 539000 567000 595000

190 613 1890 3513 5833 9750 14046 20680 28305 36666 44666 52666 60666 68666 76666 84666 92666 100666 108666 116666 124666 132666 140666 148666 156666

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 158 766 2025 4133 7291 11700 17558 25066 34425 45833 59491 75600 94358 115966 140625

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11200 28800 52800 83200 120000 163200 212800 268800 331200 400000 475200 556800 644800 739200 840000

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 316 1533 4050 8266 14583 23400 35116 50133 68850 91666 118983 151200 188716 231933 281250

V1'' (m3) 0

V2'' (m3) 0

V3'' (m3) 0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

VD (m3)

VR (Mm3)

RE

0

0

0

5248

8

1524,29343

13980

10

715,307582

27015

15

555,247085

44046

20

454,063872

65625

25

380,952381

92850

30

323,101777

124705

38

304,719137

163346

45

275,487715

207630

55

264,894283

257500

65

252,427184

315175

75

237,963036

380600

90

236,468734

454375

105

231,086657

537100

120

223,422082

629375

138

219,265144

731800

155

211,806505

844975

178

210,65712

969500

205

211,449201

1105975

218

197,111146

1255000

260

207,171315

1417175

275

194,048018

1593100

355

222,83598

1783375

415

232,704843

1988600

500

251,433169

2209375

650

294,200849

130

800

-

69

205833

0

337066

0

0

623000

164666

168533

947200

2446300

850

347,463516

V1 (m3)

V2 (m3)

V3 (m3)

V1' (m3)

V2' (m3)

V3' (m3)

V1'' (m3)

V2'' (m3)

V3'' (m3)

VD (m3)

VR (Mm3)

RE

80

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

140

126

2800

126

0

0

0

0

0

0

3053

20

6550,2183

168

460

7200

613

0

0

0

0

0

0

8273

35

4230,4593

188

1350

13200

1620

0

0

0

0

0

0

16170

50

3092,1459

216

3100

20800

3306

0

0

0

0

0

0

27206

75

2756,6772

240

5250

30000

5833

0

0

0

0

0

0

41083

100

2434,0770

264

8970

40800

9360

0

0

0

0

0

0

59130

125

2113,9861

280

13545

53200

14046

0

0

0

0

0

0

80791

150

1856,6271

312

18800

67200

20053

0

0

0

0

0

0

106053

185

1744,4053

336

26775

82800

27540

0

0

0

0

0

0

137115

230

1677,4240

360

36666

100000

36666

0

0

0

0

0

0

173333

280

1615,3846

Pour le site N° 3 : H (m) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120

LC (m)

C'

C''

380

9

44666

116000

44666

158

8400

253

0

0

0

214145

330

1541,0119

400

13

52666

132000

52666

766

21600

1150

0

0

0

260850

400

1533,4483

424

17

60666

148000

60666

2160

39600

3240

0

0

0

314333

470

1495,228

456

21

68666

164000

68666

4960

62400

6613

0

0

0

375306

580

1545,4028

472

25

76666

180000

76666

8750

90000

11666

0

0

0

443750

700

1577,4647

500

29

84666

196000

84666

14040

122400

18720

0

0

0

520493

800

1537,0033

520

33

92666

212000

92666

21070

159600

27591

0

0

0

605595

950

1568,7051

540

37

100666

228000

100666

30080

201600

40106

0

0

0

701120

1100

1568,9183

560

41

108666

244000

108666

42075

248400

55080

0

0

0

806888

1300

1611,1275

592

45

116666

260000

116666

55000

300000

73333

0

0

0

921666

1550

1681,7359

620

9

49

124666

276000

124666

67000

348000

89333

633

14733

443

1045476

1850

1769,5277

640

13

53

132666

292000

132666

79000

396000

105333

2913

32933

2300

1175813

2200

1871,0452

660

17

57

140666

308000

140666

91000

444000

121333

8100

54600

6075

1314441

2500

1901,9482

680

21

61

148666

324000

148666

103000

492000

137333

16533

79733

12400

1462333

3000

2051,5158

On trace ensuite pour chaque site la courbe : RE=f(h), on obtient les résultats suivants : 140 120

Hauteur (m)

100 80 Site N° 3 60 Site N° 2 40

Site N° 1

20 0 0

1000

2000

3000

4000

Rendement économique

5000

6000

7000

On remarque que le site N° 3 est celui qui très favorable en terme de rendement économique car c’est celui qui présente un grand RE pour différentes hauteurs. Le site N° 1 vient ensuite en 2ème position puis le site N° 2.

On conclut alors pour cette partie, qu’il est préférable de choisir le site N° 3. Conclusion : Grâce à l’étude topographique des sites projetés, on a choisi le site N° 3.

2) Etude géologique des sites projetés 1) Géologie du site : Pour le site N° 1 : La coupe transversale de la vallée montre l’existence de calcaire jurassique de part et d’autre des versants. Ce sont des roches carbonatées susceptible d’être dissous à l’eau. Au fond de la vallée, on est en présence d’une mince couche de calcaire qui surmonte de la dolomite (roche carbonatée) par l’intermédiaire de roches Trias (roche sédimentaire carbonatée). Pour le site N° 2 : Sur ce site, on est en présence d’une formation géologique en schiste et en grés qui s’étend aux bords et à la base de la vallée. Les schistes ont la propriété de se cliver en feuillets plus ou moins épais. Le grès, quant à lui, est cohérent et dur s’il est bien cimenté. Sinon, il est d’une porosité assez grande. Pour le site N° 3 : Sur ce site, on est en présence d’une formation géologique en granite qui s’étend aux bords et à la base de la vallée. Le granite, à texture grenue, est peu poreux et très imperméable.

2) Etanchéité du barrage : Pour le site N° 1 : Aux bords et à la base de la cuvette, on a des calcaires jurassiques qui ont la propriété d’abriter des cavités karstiques. Toute considération de perte mise à part, L’existence de telles cavités peut entraîner des conséquences redoutables. En effet, dans ces cavités, s’établit une surpression qui a tendance à soulever le barrage. En plus de la pression hydrostatique, qui est une manifestation de la pression hydrostatique, on doit également considérer les résultantes dynamiques de la circulation des eaux : D’une part le

développement d’une pression de filtration et d’autre part, l’enlèvement de la matière qui peut résulter de la percolation. Pour le site N° 2 : Les plans de schistosité favorisent la pénétration de l’eau par ces discontinuités. On aura donc, comme dans le cas précédents, des surpressions qui vont se développer au sein du massif du barrage. Le grès, quant à lui, quand il est bien cimenté (Ciment non-calcaire), présente des bonnes conditions d’étanchéité. Pour le site N° 3 : Le granite étant non poreux, imperméable et cohérent est très favorable à l’étanchéité du barrage.

3) Stabilité des versants : La variation du niveau d’eau dans la retenue, peut entraîner un glissement des terrains au niveau des versants. Pour le site N° 1 : Les versants sont instables, à cause de l’érosion due à la dissolution des roches. On aura donc une érosion plus importante dans les surfaces qui sont en contact permanent avec l’eau, en l’occurrence la partie inférieure de la vallée. Ceci pourra entraîner les écroulements des blocs instables. Pour le site N° 2 : Le schiste gonfle au contact avec l’eau. En plus, la poussée de l’eau crée un effort de cisaillement au niveau des plans de schistosité ce qui peut entraîner des glissements de terrain. Le grès, quant à lui, a des propriétés variables dépendamment de la nature du ciment. Pour le site N° 3 : Le granite, étant cohérent, résiste à la poussée de l’eau et assure une bonne stabilité des versants.

4) Disponibilité des matériaux de construction : Pour le site N° 1 : Les matériaux disponibles sur le site étant de nature carbonatée ne conviennent pas à l’édification de l’ouvrage mais peuvent participer à la confection du béton. Donc au coût du projet vont s’ajouter les frais de transport des alluvions pour les recharges, les

enrochements pour les recharges, les limons et argiles pour l’étanchéité et les sables et graviers propre pour la confection du béton. Pour le site N° 2 : Les schistes sont défavorables à la construction car ils sont instables et gonflent à l’eau. Le grès, quant à lui, convient à la confection du béton. Pour le site N° 3 : Les granites sont difficiles à concasser pour la confection du béton mais peuvent servir pour réaliser les recharges.

5) Comportements des roches vis-à-vis des fondations : - Les granites sont d’excellentes roches de fondation. - Les schistes et les calcaires sont bons pour les fondations mais perméables. - Les grès ont des propriétés variables dépendamment de la nature du ciment.

Conclusion : Grâce à l’étude géologique des sites projetés, on a choisi le site N° 3.

Conclusion générale : Le meilleur site d’après les deux parties 1 et 2 est le site N° 3. Dorénavant, c’est celui qu’on va adopter pour les prochaines parties de conception de l’aménagement hydroélectrique.