Les barrages
Les barrages existent probablement depuis la préhistoire (réserve d'eau potable, d'irrigation, viviers, piscicultures copiant ceux des castors) mais c'est au Moyen Âge qu'ils se sont fortement développés en Europe pour alimenter les moulins à eau.
Certaines cartes anciennes montrent des nombreux barrages sur des petites rivières construits par les paysans ou les moines locaux, pour conserver l'eau. Ces barrages ont également pu tamponner les fluctuations estivales des nappes phréatiques.
Un barrage est un ouvrage d'art construit en travers d'un cours d'eau et destiné à en retenir l'eau.
Un barrage fluvial permet de réguler le débit d'une rivière ou d'un fleuve, d'irriguer des cultures, de relativement prévoir des catastrophes naturelles (crues, inondations), par la création de lacs artificiels ou de réservoirs.
En général, un barrage est accompagné d'infrastructure permettant la production d'électricité (on parle alors de barrage hydroélectrique) à un coût économique acceptable.
Le coût environnemental est plus discuté: fragmentation écopaysagère (phénomène artificiel de morcellement de l'espace, qui empêche une ou plusieurs espèces vivantes de se déplacer comme elles le devraient), envasement à l'amont du barrage, dégradation de la qualité de l'eau.
La construction d'un tel ouvrage provoque de lourdes conséquences, cela peut noyer des vallées entières et ainsi obliger des déplacements de populations. L'écosystème est lui aussi très modifié.
Quelques exemples de grands barrages
Le barrage le plus haut du monde est le barrage de Nourek, au Tadjikistan sur la rivière Vakhch qui fait 300m de haut.
Barrage de Nourek
Le barrage le plus long du monde est le barrage des Trois Gorges, en Chine sur le Yangtsé qui fait 2235m de long.
barrage des Trois Gorges
Le barrage qui à la plus grande réserve d'eau est le barrage de Hoover entre l'Arizona et le Nevada aux Etats-Unis sur le Colorado, il retient 45 000 millions m3.
barrage de Hoover
Construction d'un barrage
Avant la construction d'un barrage, il est nécessaire de mener des études préalables sur le sol où le barrage sera implanté. Une fois les études terminées, la construction peut commencer mais il faut mettre hors d'eau et procéder à une excavation du lieu. Il est obligatoire qu'il y ait de grandes fondations.
Techniques de construction:
Un barrage est soumis à plusieurs forces:
-la poussée hydrostatique exercée par l'eau sur le côté exposé à la retenue d'eau;
-les sous-pressions (poussée d'Archimède), exercées par l'eau percolant (traversant un milieu poreux) dans le corps du barrage ou la fondation;
-les éventuelles forces causées par une accélération sismique;
-son poids.
Le second élément indispensable pour un barrage est de pouvoir reporter ces forces sur les rives ou sur une fondation résistante.
Types de barrages
Barrage à poids
Un barrage à poids est un barrage dont la masse suffit à résister à la pression de l'eau, ce sont des barrages relativement épais dont la forme est simple (triangle rectangle).
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Barrage de Grande Dixence (Suisse).
Barrage voûte
Le barrage voûte repousse la poussée de l'eau sur les flancs de la vallée au moyen d'un mur de béton arqué.
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Barrage l'Hongrin (Suisse).
Barrage contrefort
Un barrage à contrefort est utilisé lorsque les appuis sont trop distants, ou lorsque le matériau local est trop compact et qu'une extraction est impossible, la technique du barrage à contreforts permet de réaliser un barrage à grande économie de matériaux.
Le mur est plat ou multivoûtes, en béton et s’appuie sur des contreforts en béton armé encastrés dans la fondation. Cela reporte la poussée de l’eau sur les fondations inférieures et sur les rives.
Barrage Itaipu (Brésil).
Comment le barrage fournit de l'électricité?
L'eau de la réserve actionne une turbine en passant dans le canal d'écoulement. Cette turbine actionne un générateur qui produit de l'électricité. Un barrage utilise principalement la pression de l'eau, la vitesse de l'eau et/ou du débit de l'eau.
fonctionnement d'un barrage hydro-électrique
L'électricité fournit par un barrage
Le barrage hydroélectrique a une production d'électricité constante grâce à l'eau stockée dans le réservoir. Il peut produire 2100 TWh, ce qui vaut 20 % de production électrique et 7% de toute l'énergie consommée au monde.
Par exemple, le Rizzanese, barrage Corse, de 40m de haut a coûté 200 millions d'euros et produit 80 GWh par an.
Maintenance
Maintenance courante:
- En général, une maintenance courante sur les mécanismes de production d'électricité est réalisée toutes les semaines (graissage, contrôle du fonctionnement correct de tous les organes...) sans arrêter les machines.
- Entretiens ponctuels:
- Des entretiens ponctuels peuvent être nécessaire, tel que le démontage des turbines, rotors ou autres parties mécaniques; dans ce cas l'arrêt momentané d'un groupe de production est programmé sur quelques jours.
- Maintenance de contrôle:
- Une maintenance de contrôle sur la stabilité de l'ensemble est régulièrement effectuée à l'aide, par exemple, de lunettes de visée qui permettent de mesurer les éventuels déplacements de l'ouvrage.
Ce type de mesures topographiques est réalisé environ de deux fois par an. Les points repérés sont reportés sur un fichier qui reconstitue l'allure du terrain, puis comparés avec les précédents repérages.
Tout cela est réalisé dans le but de protéger les personnes vivant à proximité du barrage.
