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Materials

Matériaux

Les barrages en remblai construits au Québec sont généralement constitués de quatre zones distinctes. La figure ci-après, illustre de manière simplifiée une coupe de barrage comprenant un noyau central imperméable, une zone amont-aval de matériaux filtre, une zone amont-aval de transition et une zone amont-aval d’épaulement en enrochement. Chacune de ces zones a une fonction spécifique pour assurer le bon comportement du barrage durant sa vie utile.

 

Figure 1. Exemple simplifié d'une coupe de barrage zoné

Noyau

Le noyau agit comme barrière à l’écoulement de l’eau dans le but de maintenir le niveau d’eau du réservoir et permettre la production optimale d’énergie. Les tills d’origine glaciaire présents près des sites d’aménagements hydro-électriques sont généralement utilisés pour construire les noyaux. La distribution granulométrique naturelle de ces matériaux est étalée, ce qui favorise l’obtention, après leur mise en place, de modules de rigidité élevés et des perméabilités relativement faibles. 

Filtre

Le filtre a pour principale fonction de permettre l’évacuation efficace de l’eau percolant à travers le noyau ainsi que de prévenir la migration de particules fines de matériaux du noyau sous des gradients hydrauliques importants. Les filtres sont généralement constitués de sable ou de mélanges de sable et de gravier provenant de bancs d’emprunt se trouvant à proximité du site.

Transition

Les matériaux de transition sont placés entre le filtre et l’épaulement et jouent aussi le rôle de matériaux filtrant envers la zone filtre pour empêcher les particules de sable de migrer vers les matériaux plus grossiers de l’épaulement.

Épaulement

Les épaulements servent à maintenir la stabilité mécanique de l’ensemble de l’ouvrage et sont constitués de mélanges de sable et gravier ou d’enrochement.

La sélection et la mise en place des différents matériaux constituants les barrages en remblai sont régies par des critères basés sur la granulométrie ainsi que par la teneur en eau et le degré de compactage. La figure qui suit montre les fuseaux granulométriques spécifiés par Hydro-Québec pour les zones du noyau, des filtres et des transitions. Les fuseaux de chacune des zones sont larges, ce qui implique qu’une grande variabilité dans la distribution spatiale peut-être rencontrée à l’intérieur de ceux-ci. Cette variabilité peut être inhérente à la variabilité des matériaux dans le banc d’emprunt, mais aussi à la ségrégation des particules lors de la mise en place. Il est donc important de connaître l’impact de la variabilité granulométrique sur les propriétés du produit final.

 Figure 2. Fuseaux de granulométrie des noyaux, filtre et transition

Les propriétés des matériaux ne sont pas seulement influencées par la distribution granulométrique, mais aussi par la teneur en eau des matériaux ainsi que par l’énergie de compactage utilisées lors de la mise en place. Dans un contexte où les volumes de matériaux sont très importants, il apparaît capital d’établir l’effet de la variabilité des conditions de mise en place sur les caractéristiques thermo-hydro-mécaniques des différents éléments du barrage.

Projets:

Propriétés des matériaux de barrages (PCI-1.1)

Propriétés des interfaces (PCI-1.2)