Barrage à contreforts - Cours de Génie Civil

Barrages en béton 

Barrages à contreforts 


El Kansera, Maroc 

Laboratoire de Constructions Hydrauliques 

ÉCOLE POLYTECHNIQUE 

FÉDÉRALE DE LAUSAN NE



El Kansera, Maroc 






Barrage-poids 

Barrage-poids massif 

Barrage-poids à 

joints évidés 

Barrage-poids voûte 

Barrage-poids incurvé 

Barrage en béton 

compacté au rouleau 

(BCR) 

Barrages en en béton 

Barrage à contreforts Barrage-voûte 

Barrage à contreforts 

à tête élargie 


à dalles planes 

Barrage-voûte/ 

dômes multiples 

Barrage évidé 

Barrage-voûte épais 

Barrage-voûte mince 

Barrage-voûte 

cylindrique 

Barrage-voûte à 

double courbure 






Comparaison barrage poids --barrage barrage à contreforts 

Caractéristique d'un barrage poids 

forme simple, s'adapte facilement à la topographie 

volume de béton important 

contraintes faibles, béton peu sollicité 

( , dosage en ciment ≥ 140 kg/m3 σmax = ρb 

⋅ g⋅ 

h 

) 

sous-pressions importantes et déterminantes pour la stabilité 

changement important de l'état de contraintes dans la fondation entre lac vide 

et plein ( amplification de la déformation du rocher) 

accumulation importante de chaleur dans le massif de béton 

( refroidissement artificiel du béton nécessaire) 






Comparaison barrage poids --barrage barrage évidé --barrage barrage à contreforts 

Barrage --poids poids 

béton mal 

utilisé 

enlever enlever du du 

béton béton 


à joints évidés 

moins de béton 

refroidissement plus 

aisé 

drainage plus facile 

(réduction des souspressions) 

stabilité réduite (moins 

de poids) 

plus de coffrages 

renforcement du noyau 

évidé par des étrésillons 

stabilité devient 

critique 

déplacer déplacer 

le le centre centre de de 

gravité gravité vers vers 

l'amont l'amont 

élargir élargir la la 

base base du du 

barrage barrage 

ouvrir ouvrir le le 

barrage barrage à 

l'aval l'aval pour pour 

assurer assurer le le 

drainage 

drainage 


à contreforts 

stabilité amélioré (composante 

verticale de la poussée de l'eau) 

faibles sous-pressions (drainage 

libre) 

volume de béton réduit 

(-25 à 30%) 

dégagement aisé de chaleur 

surface du coffrage 

stabilité latérale en cas de 

séisme 

fondation difficile des 

contreforts aux flancs de la 

vallée 




Barrages en béton Marécottes, 18 m, 1923-1929 (A. Sarrasin) 


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Albigna, 115 m, Grison 






Albigna, 115 m, Grison 






E v 

E h 

20÷40% 

E 

Dispositions générales d’un barrage à contreforts 

gousset 

0.95 ÷ 1.0 H 

60÷80% 

âme 

A A 

Galerie de parafouille (injections et drainage) 

B 

B 

A - A 

gousset 

tête âme 

évidement 

B - B 

contrefort 

âme 






Latiyan, Iran, près de Téheran 







(Manantali, Mali) Mali) 

Le plus haut: 

du monde de la Suisse 

Nom: José Maria Oriol Lucendro 

(Alcantara II, Espagne) 

Hauteur: 130 m 73 m 

Volume béton: 956 ·10 3 m 3 154 ·10 3 m 3 






Lucendro, Tessin, 73 m 
















Lucendro, Tessin, 73 m 






Barrages au au Valais avec une hauteur plus grande que 60 60 m 

Barrage de Cleuson: 

Hauteur 87 m 

Volume de la retenue: 

20 Mio m 3 

Mise en service 1950 


décompresseur TIFF (non compressé) 


















Minab, Iran 






Minab, Iran 





Almendra, Espagne, 198 m 





Barrages à contreforts Al Massira, 

Maroc, 85 m 






Al Massira, 

Maroc, 85 m 






Al Massira, 

Maroc, 85 m 







Al Massira, 

Maroc, 85 m 





Al Massira, 

Maroc, 85 m 







Al Massira, 

Maroc, 85 m 



Barrages Al Massira, en béton 


Maroc, 85 m 






Tamzaourt, 

Maroc, 94 m, 1981 






Tamzaourt, 

Maroc, 94 m, 1981 






Tamzaourt, 

Maroc, 94 m, 1981 






Tamzaourt, 

Maroc, 94 m, 1981 






Tamzaourt, 

Maroc, 94 m, 1981 






Tamzaourt, 

Maroc, 94 m, 1981 






Tamzaourt, 

Maroc, 94 m, 1981 






Tamzaourt, 

Maroc, 94 m, 1981 






Barrage évidé 

Cas particulier d'un barrage à contrefort: masque aval est continu 

Objectifs d'un masque aval 

réduire la vulnérabilité 

protéger l'âme contre l'action du gel 

réduire l'effet de la température 

augmenter la stabilité latérale au cas de tremblements de terre 






1:0.1÷0.4 

Dispositions générales d’un barrage évidé 

gousset 

âme 

0.95 ÷ 1.0 H 

1:0.6÷0.9 

masque amont 

tête amont 

évidement 

âme 


tête aval 

masque aval 





Contraintes dans le le contrefort 

contraintes principales (sur les parements): lac plein 

σ 

σ I 

Ez 

= 

z ⋅ρE 

contraintes verticales 

tête amont 

⋅ g 

δ α 

σmin, am 

σmax, 

av 

y 

z 

gousset âme 

x 

σ I 

σ II 

σ II 

évtl. tête aval 

x 

σ 

σ 

σ 

σ 

max, 

min, 

min, 

z 

= 

( 2 

+ α) 

av = σz, 

av 1 tan 

( 2 ) 2 

+ tan α − σ ⋅ δ 

am = σz, 

am 1 Ez tan 

am ≥ 0 ⇒ σz, 

am ≥ σEz 

⋅ sin 

N 

A 

± 

M 

J 

y 

y 

⋅ x 


2 

δ 





σE 

σN( 

traction) 

ˇtanchˇitˇ 

Choix de de la la forme de de la la tête amont 

d 

surface de 

rupture 

probable 

a 

b 

σE 

? 

? 


décompresseur 


existence de la pression 

latˇrale discutable 

T te ronde 

σE 

σE E σ 

polygone (ou diamant) 

mieux 

coffrages compliquˇs mieux 


Tête en forme de 


décompresseur 


sillon 





Objectif: 

éliminer les tractions 

dans les points P 

dues à la poussée 

de l'eau et au poids 

propre de la tête 

de contrefort 

Exemples: 

Optimisation de de la la tête en en diamant 

~ d /2 

d 

45-50° 

γ 

c 

d 

/5 

-d 

/3 

Barrage Al Massira, Maroc 

H = 

d = 

a = 

b = 

c = 

γ = 

δ = 

a 

P 

P 

82 m (1980) 

15 m 

8 m 

6 m 

3 m 

60 o 

28 o 

30-40° 

~ d /3 


σ 

b 

Barrage Tamzaourt, Maroc 

H = 

d = 

a = 

b = 

c = 

γ = 

δ = 

94 m (1981) 

15 m 

8 m 

5 m 

3 m 

49 o 

32 o 





Optimisation de de la la tête en en diamant 






Itaipu, Brésil, 196 m 




















FÉDÉRALE DE LAUSAN NE 

Itaipu, Brésil, 196 m



Sécurité au au renversement et et au au glissement 

Méthode de calcul équivalente aux barrages-poids 

centre de gravité du noyau des sections horizontales doivent être 

déterminés en tenant compte de la forme exacte 

hypothèse des sous-pressions 

20... 30% 

ρE 

⋅ g⋅ 

h 

(selon l'épaisseur de l'âme) 

60% ρE 

⋅ g⋅ 

h 

(selon DIN) 

ρ 

E 

⋅ g⋅ 

h 

tête âme tête 

écran d'étanchéité écran d'étanchéité 

0 

section à 

travers l'âme 

section le long 

du joint entre 

les contreforts 






Diagramme de de 

sous-pressions 

h 

ρE 

gh 

ρE 

gh 

20 − 30% 

ρE 

gh 

60% 

ρE 

gh 

selon DIN 

60% ρ gh selon DIN 

E 

0 % 

A A 

B B 

f(épaisseur de l’âme) 

Section A-A 

Section B-B 

A 

B 

A 

B 






Comportement en en cas de de séisme --Conception Conception du du couronnement 

âme 

gousset 

surface de contact 

entre les plots 

gousset 

surface de contact 

entre les plots 

âme 






Effets de de température 







Barrage Ancipa, Italie, 111 m, 1949-1952 












1 0 C 

13 0 C 

20 0 C 

13 0 C 


Insolation 

1 0 C >> 20 0 C 






Problèmes particuliers --Fondation Fondation des contreforts 

couches 

forage de drainage 


butons discontinus 

galerie longitudinale 

de drainage 





Connexion du du dispositif d’étanchéité à la la fondation 

joint d’étanchéité 

(waterstop) 

écran d’étanchéité profond 

(forages et injections) 

tête 

Galerie de drainage et 

d’injection φ min. = 3.0 m 

Forages de 

drainage 

tuyau 

gousset 

âme 

pied 






Sefidrud, Iran, 106 m (1962) 






Sefidrud, Iran, 106 m (1962)

Barrage à contreforts - Cours de Génie Civil

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