barrage souterrain

4. Construction du barrage souterrain4-1. Methodes de construction du barrage souterrain Les diffrentes techniques de construction du barrage souterrain sont donnes sur le tableau 4.1. On connat dj plusieurs exemples de barrage souterrain construit dans certains pays, dont le Japon. La plupart de ces ouvrages ont t raliss par la technique dite "parafouille par paroi moul dans le sol". Le barrage souterrain consiste en principe retenir de l'eau souterraine avec un "parafouille" et peut donc tre construit par l'une des techniques de parafouille la plus approprie aux conditions locales.Table 4.1: Types des mthodes de construction du barrage souterrainCatgorie Type de mthode de construction Mur en palplanches dacier Mur en palplanches de tube dacier Paroi moule Paroi moule de type colonne Application de la mthode Mthode damlioration dinjection du sol Mthode de construction et structure Construction continue des murs en palplanches dacier Construction continue des murs en palplanches de tube dacier Mur de bton arm coul sur place Paroi consistant en des pieux en mortier continuellement couls sur place Injection de mortier travers des forages raliss par intervalles Caractristiques Cest convenabe au sol faible, mais difficile raliser sur la couche graveleuse et la roche en place.

Application de la mthode de paroi moule dtanchit souterrain

Application de la mthode gnrale de construction du barrage

Mthode de construction du barrage en bton

Structure construisant un barrage en bton sous terre ou moiti sous terre (excavation / construction du corps du barrage / remblai) Structure construisant un barrage en terre (digue en terre) sous terre

Mthode de construction du barrage en terre

Il y a des mthodes diverses en fonction des conditions du sol et elles ont toutes besoin des matriels dune haute technicit. Cest une mthode adopte pour construire le barrage souterrain lle de Miyako au Japon. Elle est besoin des matriels dune haute technicit. Cette mthode a t partiellement adopte dans la construction du barrage souterrain lle de Miyako. Elle est largement applicable parce que les petits et moyens matriels sont utilisables, mais un peu difficle constater leffet dtanchit. Cest convenabe au barrage souterrain de type barage en torrent dont le haut est au-dessus du sol (il y a des exemple dans les pays comme le Kenya). Les frais des travaux sont plus levs que ceux du barrage souterrain de type barrage en terre, en plus, des mesures contre la fuite deau sont ncessaires. Mais, pour lexcavation profonde, les frais seront trop levs. Cest une mthode adopte pour ce projet. Ce type de barrage peut tre construit par des matriels de travaux public ordinaires et le contrle des travux est galement facile. Cependant, des mesures contre la fuite deau sont ncessaires et pour lexcavation profonde, les frais seront trop levs.

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Dans le prsent projet Nar, nous avons retenu la technique de "barrage en terre" indique au bas du tableau 4.1 pour les raisons suivantes : 1) La "valle fossile" se trouve enfouie en faible profondeur (environ 8 m au-dessous de la surface) et l'coulement des eaux souterraines est quasi absent en saison sche. Il est donc possible d'y appliquer cette technique. 2) Cette technique ne ncessite pas d'engins mcaniques sophistiqus et permet d'excuter les travaux avec le matriel disponible au Burkina Faso. 3) Le cot des travaux, y compris le transport et la location du matriel, est le moins lev. 4-2. Specificits du barrage souterrain construit Nar Les caractristique du barrage souterrain construit Nar dans le cadre du prsent projet sont les suivantes : (1) Emplacement Dans la valle fossile se trouvant dans le quartier de Koulikara, village de Nar, Dpartement de Tougouri, Province de Namentenga, Burkina Faso (2) Structure du corps du barrage "Barrage souterrain en terre" (voir fig. 4-1) - Profondeur de la base : 3,0 m 11,4 m au-dessous de la surface (hauteur maximale du barrage : 8,4 m) - Longueur en crte : 216,3 m - Largeur (paisseur) : 8,6 m la base, 3,0 m en crte - Volume : 7.144 m3 - Matriaux de remblais : limon argileux (couche d'altration forte du substratum) - Coefficient de permabilit : 10-7 10-8 cm/sec (en partie trs rduite, 10-6 cm/sec) A la base du barrage dans la zone amont, a t ralis une "cl dncrage" de 3 4 m environ de largeur et de 1,5 m de profondeur (ressaut pratiqu dans le substratum et remblay) pour protger la base. Juste au-dessus de la crte, une couche d'environ 1 m d'paisseur constitue de graviers de diamtre similaire a t mise en place le long de la ligne de niveau pour assurer une bonne permabilit. (3) Source de la retenue du barrage souterrain L'eau phratique peu profonde se trouvant au sein de la valle fossile enfouie dans le bassin de la rivire Kolongo, affluent de la rivire Gouaya fait partie du bassin fluvial du Niger. (4) Dimensions de la retenue - Etendue maximale de la retenue : longueur de 13,4 km environ, largeur moyenne de 150 m environ (la plus basse estimation), superficie de 2 km2 environ - Volume de la couche-rservoir : 9.000.000 m3 environ (estimation) - Capacit de stockage : 1.800.000 m3 environ (estimation) (5) Quantit des travaux Excavation : excavation du sol : 51.213 m3, excavation du rocher : 4.377 m3, au total 55.590 m3 38

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Remblais haute densit (corps du barrage) : 7.144 m3 Remblais moyenne densit ( l'amont et l'aval du barrage) : 26.662 m3 Remblais basse densit (au-dessus du barrage) : 21.814 m3

(6) Engins mcaniques - Bouteur : 2 3 units - Pelle mcanique : 1 2 pelles mcaniques - Camion : 2 3 camions-bennes - Rouleau : 1 2 units (Komatsu JV100) (7) Dure des travaux Du 15 novembre 1997 la fin de juin 1998, dont envion 4,5 mois ont t ffectivement consacrs la construction du barrage souterrain, les travaux pour les autres ouvrages de l'amnagement exprimental ont t galement excuts pendant cette priode.3m Aval Remblais Gros gravier Amont 3m

8m

Sdiment de valle fossile

Corps du barrage souterrain Roche en place

8mProfil en long 279m

Ligne dexcavation

Rive gauche

216m

Rive droite

11m 8m

110m Profil en travers

Figure 4.1: Croquis de la structure du barrage souterrain 39

4.3 Travaux de construction du barrage souterrain (1) Excavation La construction d'un barrage souterrain ncessite une excavation beaucoup plus importante que la taille (longueur, largeur, profondeur) de son corps. L'excavation pour construire des routes de chantier est galement ncessaire. Dans le cas du barrage souterrain construit Nar, l'excavation tait d'une ampleur suivante : - Longueur : 307,1 m (y compris l'excavation pour les routes de chantier) - Largeur : 50 m au maximum - Profondeur : 12,9 m au maximum - Quantit totale d'excavation : 55.590 m3 La quantit totale s'est ainsi leve 7,8 fois plus importante que le volume du barrage. Au cours des travaux d'excavation, nous avons rencontr les difficults suivantes : 1) L'excavation a t excute pendant la saison sche o la nappe phratique tait un niveau bas dans la valle fossile. Mais les travaux se sont heurts des difficults dues aux venues d'eau en provenance dee couches sableuses se trouvant une profondeur intermdiaire dans les sdiments de la valle fossile ou de la partie sparant les sdiments et le substratum. Dans ce genre de travaux, les venues d'eau n'etant pas rares, il faut porter une attention particulire au choix des moyens techniques et de l'poque approprie pour excuter les travaux. 2) L'enfouissement de la valle fossile s'est avr, sur la rive droite, comme ce qui tait estim par les tudes pralables, mais sur la rive gauche, la valle s'tendait au-del de la limite estime. Comme le montre le prsent cas, les rsultats des tudes pralables ne sont pas toujours fiables. La participation de gologues expriments la supervision des travaux est donc trs importante. (3) Remblais Pour les ramblais du corps du barrage, ont t utiliss des matriaux extraits de la couche d'altration forte (limon argileux) se touvant 300 m environ de l'emplacement du barrage. Pralablement aux travaux, des remblais d'essai ont t effectus avec les matriaux prvus sur le chantier afin d'tablir les standars de contrle de qualit : - Epaisseur d'pandage d'une couche : 30 cm - Epaisseur d'une couche finie : 25 cm - Nombre de passages du rouleau : 6 passes (aller et retour) au rouleau Komatsu JV100 - Teneur en eau des matriaux avant le remblayage : Teneur optimale en eau } 1% - Densit sche du remblai fini : suprieure 90% de la densit maximum - Coefficient de permabilit du remblai fini : infrieur 10-5 cm/sec A la suite de l'excavation excut jusqu'au substratum de la valle fossile, les travaux de remblai pour le corps du barrage ont t excuts avec le contrle de qualit effectu selon les standards indiqus ci-dessus. - Essais pour dterminer la teneur en eau des matriaux : en 130 points au total sur 52 couches - Essais pour dterminer la densit sche du remblai : en 130 points au total sur 52 couches 40

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Mesures du coefficient de permabilit du remblai : en 38 points au total sur 12 couches

Les rsultats du contrle de qualit taient bons, le remblai tant jug acceptable en tous les points contrls. Le coefficient de permabilit de l'ordre de 10-7 10-8 cm/sec (10-6 cm/ sec en 2 points seulement sur 38) tait bien meilleur que la valeur requise. Il convient de rappeler que les pieds et la base du barrage doivent tre enfoncs dans le substratum de la valle fossile pour empcher les fuites ventuelles. Comme on l'a vu plus haut, les matriaux du remblai proviennent de la couche d'altration forte du substratum, se touvant 300 m environ de l'emplacement du barrage. Mais les dblais en provenance de la fouille se sont avrs plus tard utilisables pour les remblais. Un tel remploi de dblais permet de rduire la superficie des "terres remanies" par la construction d'un barrage souterrain. Pour les projets futurs de "barrage souterrain en terre", il est donc recommand d'tudier minutieusement la nature du terrain de l'emplacement du barrage en tenant compte galement de la possibilit de remploi des dblais. (3) Remblais de la fouille Paralllement l'dification du massif en terre, ont t excuts les travaux de remblai pour reboucher la fouille l'amont et l'aval du barrage. Le compactage des remblais a t assur par 3 passes (aller et retour) au rouleau Komatsu JV100. Les remblais ont t d'abord excuts jusqu'au niveau de la crte du barrage. Ensuite, afin d'obtenir une bonne permabilit, a t excute la mise en place d'une couche d'environ 1 m d'paisseur de graviers de diamtre similaire, suivie par des remblais additionnels (avec 3 passes au rouleau). Le corps du barrage tant excut avec les matriaux d'emprunt, il rstait, la fin des travaux de remblai, des dblais en quantit presque quivalente au volume du barrage. Ces dblais ont t utiliss pour reboucher la zone d'emprunt. (4) Amnagement aprs les travaux Une fois achevs les travaux de remblai, le terrain du chantier a t pratiquement remis en tat. Mais la reconstitution de la vgtation naturelle tait tellement lente que le terrain est rst dnud pendant environ deux annes qui ont suivi les travaux. Pour le protger contre le broutement ventuel par des animaux d'levage, un grillage a t install autour du terrain o ont t ensuite plants des Acacia senegal en 2001. Le taux de prise de racine n'tait que de 60% environ (en janvier 2002), mais avec un regain apprciable de sa couverture vgtale naturelle, l'ancien chantier prsente aujourd'hui l'aspect d'un fort d'arbrisseaux.

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Photo 4.1: Travaux de construction du barrage souterrain - 1


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