TORRENTS A CLAPPES ET TORRENTS GLACIAIRES

S 9 5. But des travaux.

Nous avons défini les torrents glaciaires et ceux à clappes dans le paragraphe 3 du chapitre P^ La différence caractéristique qui les sépare des torrents à affouillement consiste en ce que dans ces derniers on peut arriver à supprimer non-seulement le transport des matériaux, mais même leur production, tandis que dans les premiers, surtout les glaciaires, on ne peut songer à tarir complètement la source de production des matériaux que l'on se trouve obligé dès lors de retenir, soit dans le sein , soit dans le bas de la montagne.

Il est évident que ces torrents peuvent présenter, ^dans les parties inférieure et moyenne de leur cours, la plys complète analogie avec ceux à affouillement et nécessiter dès lors des travaux identiques en vue de la régularisation du lit, de la consolidation et de la fixation des berges. Tous ces travaux, une fois terminés jusqu'au point le plus élevé possible, auront bien substitué à l'ancien lit affouillable un nouveau lit, solide et ferme, mais non mis à l'abri de tout charriage de matériaux, car le glacier ou le délitement des roches supérieures continuera à fournir des matériaux en dehors de l'action du torrent.

Ici donc la consolidation et la régularisation du lit ne sont plus les seuls moyens d'obtenir la suppression du charriage des matériaux; il faut de plus arrêter et retenir les matériaux venant du plus haut point où les travaux des hommes seraient d'un effet plus que douteux.

D'où il résulte que, tout en combattant l'affouillement latéral et longitudinal dans les sections qui viendraient à réclamer ce genre de travail, il devient indispensable d'entreprendre la construction d'ouvrages destinés à retenir et à conserver autant que possible dans le sein de la montagne les matériaux fournis au torrent en dehors de sa propre action.

Ces ouvrages consistent, dans le cours du torrent, en barrages dits de retenue^ et dans la vallée sur son cône, en places de dépôts.

Barrages II uc s'agit plus ici d'établir un système de barrages de hauteurs gé-

Je retenue.

néraiement fdibles, appelés à poser par leur couronnement les jalons d'un canal re'gulier, à ressauts destinés à briser la vitesse d'écoulement et à pentes assez douces pour empêcher Térosion; il faut au contraire des ouvrages disposés de telle façon qu'ils puissent retenir, à leur amont et par rapporta la hauteur dont ils sont susceptibles, la plus grande quantité possible de matériaux.

Les matériaux fournis par les glaciers sont de deux sortes : d une part, les boues glaciaires produites parles détritus des roches, striées et broyées pendant le mouvement du glacier, mélangées avec Teau qui en découle; d'autre part, les débris des roches supérieures qui, par l'effet des influences atmosphériques, se détachent de la montagne, tombent sur le glacier et finissent par constituer sa moraine frontale et ses moraines latérales.

Que le glacier, dans ses mouvements, vienne à reculer, son ancienne moraine frontale et l'extémité inférieure de ses moraines latérales se trouvent en butte à Taffouillement des eaux. Mais les matériaux , disposés en forme de digues transversales et longitudinales, résistent longtemps à l'entrainement ej, ne s'en vont que peu à peu.

En général, du reste, les glaciers sont moins à redouter au point de vue des crues exceptionnelles que les neiges non perpétuelles qui fondent en été'*^; on peut même dire qu'ils régularisent en quelque sorte le débit des eaux.

Les neiges produisent au printemps de nombreuses avalanches qui donnent naissance à des cônes de déjection composés de matériaux meubles dont les plus légers demeurent au sommet et les plus lourds occupent la base; leurs pentes sont fortes dans le sens du profil en long, mais souvent assez aplaties dans le profil en travers pour former d'immenses clappes audessus desquelles émergent les rochers à pic.

Ces avalanches, qui prennent naissance dans des endroits spéciaux, à pentes redressées violemment vers l'amont et formant une sorte de bassin où les neiges ont pu s agglomérer, se précipitent périodiquement par les

^^) Lorsque la chaleur est grande ou que les pluies chaudes sont abondantes, on constate que ies torrents augmentent de volume, mais cependant lear débit oe correspond pas à la fonte apparente ou au volume d'eau tombée du ciel. La nuit, lorsque le temps est clair, au-dessus de â,ooo mètres, toutes les eaux qui sillonnent la surface des glaciers, sous forme de petits ruisseaux, se regèlent, et au murmure de ces rigoles succède le silence le plus absolu; les terrants qui sortent des glaciers ne continuent pas moins à débiter une quantité d*eau à peu près équivalente à celle qu ils débitent le soir d'une belle journée de chaleur. Le glacier remplit donc loflice d'une éponge qui, au besoin, retient l'excès d* eau jusqu'à une certaine limite, ou en fournit sur sa réserve; l'hiver, les torrents cessent presque complètement de couler ou diminuent sensiblement. (Viollet-le-Duc, Le mont Blanc, p. i^4o.)

mêmes passages et tendent ainsi a augmenter la masse des matériaux du cône qu'elles laissent à découvert après leur fonte.

Dans les années ordinaires , la neige disparait peu à peu et n'occasionne aucun mouvement notable dans ces matériaux; mais, après les hivers de grandes neiges qui donnent lieu à des avalanches puissantes, la masse de neige, entassée à la base des cônes, devient très-considérable, dure plus longtemps et se maintient souvent jusqu'aux chaleurs estivales qui, combinées avec une pluie d'orage, en opèrent rapidement la brusque fusion à la suite de laquelle des matériaux nombreux sont entraînés dans le lit du lorrent.

Emplacement Lcs poiuts OU doiveut être éievés les barrages de retenue ne sont plus

barrages iudiqués par les mêmes considérations qui ont servi de guide dans l'éta-

io rcteniio. blissemcut des barrages de consolidation que nous avons décrits dans les

paragraphes 1 1 et 1 2 du chapitre IV.

Un barrage de retenue doit, avant tout, provoquer à son amont un bassin de la plus grande capacité possible. La dimension de ce bassin sera déterminée par la hauteur du barrage, la largeur de la gorge au-dessus de l'ouvrage et enfin par la pente-limite ou de compensation répondant à la nature et aux dimensions des matériaux k retenir.

D'où il résulte tout d'abord que le barrage ne devra pas être placé à l'aval d'une pente trop forte, mais au contraire sur une pente aussi faible • que possible.

Ces emplacements se rencontrent le plus souvent à l'amont des cascades que présentent généralement les torrents, surtout dans les régions élevées.

Ils sont des plus avantageux en outre pour les motifs ci-après :

i"* C'est là, plus que partout ailleurs, qu'on a la chance de rencontrer, soit au fond^ soit sur les berges, un roc solide qui permettra de donner à l'ouvrage une assiette inébranlable.

3^ C'est à l'amont de ces cascades que la gorge se rélargit presque toujours.

3** Le profil en travers à l'emplacement du barrage étant étroit diminue la dépense et facilite l'exhaussement ultérieur du barrage, considération des plus importantes, car l'efficacité d'un pareil ouvrage est en raison directe de sa hauteur, même abstraction faite de la largeur croissante de la gorge à son amont.

Il est évident que si le torrent présente des sections sujettes à l'affouillement, qu'il faut traiter par un système de barrages de consolidation, ce

n'est qu'à lamont de la plus haute de ces sections que devra commencer la série des barrages de retenue, qui seront dès lors aussi rapprochés que possible de la source de production des matériaux.

Dans cette hypothèse, le torrent se composera donc de deux parties: Tune, rinférieure, qui sera traitée par des barrages de consolidation en vue de garantir son lit et ses berges contre tout affouillement; l'autre, la supérieure, qui renfermera les barrages de retenue appelés à empêcher les matériaux provenant de causes étrangères au torrent lui-même de descendre dans le nouveau canal d'écoulement et à les conserver dans le sein même de la montagne.

Le rôle d'un barrage de retenue cesse évidemment du moment où son atterrissement a pris une pente égale à celle de compensation, à partir de laquelle les matériaux venant d'en haut passeront sur son couronnement. Force sera donc d'en construire successivement d'autres en remontant vers l'amont, ou d'exhausser le premier autant que possible, sauf à en construire d'autres beaucoup plus tard sur des points dès lors plus reculés vers l'amont.

Il n'y a pas d'inconvénients sérieux à donner à ces barrages une hauteur plus grande que celle des barrages de consolidation. Ici, en , effet, on est certain d'établir l'ouvrage sur la roche et presque toujours sur la roche très-dure : les conditions de stabilité sont donc beaucoup plus complètes; de plus, la situation même des ouvrages, placés dans les régions supérieures du torrent, fait que la masse des eaux est beaucoup moindre que vers le bas; enfin ils n'ont à supporter l'effort d'aucune véritable lave.

L'exhaussement d'un barrage de retenue peut s'opérer de deux façons : Exhaussement soit p^r la superposition, sur le barrage lui-même, d'une nouvelle assise ^^^*'^'^R«* formant son prolongement; soit par l'établissement d'une série de barrages disposés en gradins d'une largeur sensiblement égale à leur hauteur et construits au fur et à mesure de la formation des atterrissements.

Il est évident qu'au point de vue de la quantité des matériaux retenus au moyen d'une égale hauteur cumulée de murs, il y a tout avantage a exhausser un barrage donné , plutôt que d'établir à son amont une série de petits barrages égaux en hauteur à chacun des exhaussements successifs. La dépense en effet est sensiblement la même, mais le cube de la retenue est bien supérieur dans le premier cas que dans le second. Par les mêmes motifs, l'exhaussement en gradins, s'il n'offrait pas d'ailleurs certains avan-

rbboisbmbut. i3

Mura en iravera

contre

Ips avalanches

et

les coulées

<lo pierres.

tages, devrait toujours faire piace à lexhaussement du barrage, suivant le prolongement de son parement d'aval.

La figure 83 fait ressortir ces différences d'une façon assez claire pour dispenser d'entrer à ce sujet dans de plus grands développements.

(]es barrages de retenue ne sont pas les seuls ouvrages que Ion ait à établir dans ces hautes régions où il faut chercher soit à diminuer, soit même k supprimer les avalanches.

A cet effet ^*\ ^à l'extrémité du lit d'avalanches, au-dessus de l'exutoire placé eu amont du cône de déjection, on peut, à l'aide des pierres abondantes sur ces lits, former une série de barrages perpendiculaires aux directions des pentes. Ces bourrelets de roches et pierrailles (fig. 84, voir en A), n'ayant qu'un assez faible relief, arrêtent les neiges, les empêchent de glisser en nappes et les obligent à fondre sur place ou à se déverser pour couler. Ces barrages bien connus et auxquels les montagnards de la Savoie donnent le nom de tournes ne sont établis par eux que dans les vallées, au point de chute extrême des avalanches, pour protéger leurs habitations. Cependant c'est non à la limite du parcours des avalanches qu'il les faudrait élever, mais là où les avalanches s'accumulent pour descendre en masses formidables dans les couloirs. Les neiges ne se précipitent dans ces couloirs que parce qu'elles trouvent au-dessus le lit moutonné, poli, d'un ancien glacier, lit dépourvu d'aspérités. Il suffit généralement de quelques obstacles pour les arrêter dans leur course, au moment où elles commencent à se mettre en mouvement.

«Ces tournes (fig. Sli^)^ présentées en projection horizontale A et en coupe B sur a6, peuvent n'avoir dans la plupart des cas que 3 à 3 mètres de hauteur à l'éperon au-dessus du profil de la pente, et l'on doit tenir leur surface supérieure plus ou moins déclive en raison de cette pente.

rr Elles ne sauraient arrêter une avalanche au milieu de sa course , mais elles résistent à son glissement initial bien mieux encore qu'à l'effort terminai à fin de course, lequel ne peut jamais être connu exactement.

t Toutefois, les points où elles doivent être établies, dans les larges entonnoirs qui surmontent les cônes de déjection, demandent à être marqués par un bon observateur. Leur conservation et leur effet préventif dépendent du choix de ces points. t)

Dans les grandes clappes, en dehors même du parcours des avalanches,

'') Viollet-le-Duc, Le mont Blanc, p. â5i.

— Ht.( 99 )k-«—

on emploie avec avantage des miîrs en travers construits avec un fruit extérieur très-prononcé et retenant à leur amont les débris de roches supérieures; ces murs se construisent par gradins en partant de l'aval et en remontant successivement vers Tamont.

Malgré l'effet des barrages de retenue dans les régions supérieures et Places de dépôts, des barrages de consolidation dans les parties plus basses d'un torrent, il pourra parfois arriver que des matériaux de petites dimensions et des boues descendent dans la vallée jusque sur le cône de déjection. Si les circonstances locales, telles que lendiguement de la rivière, exigent que les matériaux ne puissent pénétrer dans le lit de cette dernière, on se trouvera dans la nécessité de les retenir dans la vallée même, aux abords des cônes. ^

Pour atteindre ce résultat, on aura recours à la construction d'une place de dépôt, système qui a produit d'excellents effets dans le canton de Glaris (5uisse), où il a été inauguré à la suite de la correction de la Linth.

Ces places de dépôts consistent en un emplacement, choisi dans des conditions convenables et entouré de digues, dans lequel le trop plein de matériaux vient se déposer pour ne laisser sortir, par un exutoire grillagé, que l'eau seule. Une disposition spéciale permet de combattre la tendance des déjections à se former en cône et les répand en couches aplaties sur la surface plane de dépôt, dont les digues sont exhaussées en cas de besoin.

Une fois cette place remplie jusqu'à la hauteur maxima qu'on peut donner à ces digues, on en établit une nouvelle et on reboise l'ancienne dans le but de fixer définitivement le sol, sauf à le rendre dans l'avenir à l'agriculture une fois que ses conditions de stabilité auront été reconnues suffisantes.

S 26. ExÉCDTION DES TRAVAUX.

Les barrages de retenue, par suite de leur situation, ne peuvent gêné- Barrages raiement être construits qu'en pierre. sèche. ""^ *"^*''''

Appelés à agir comme murs de soutènement contre la poussée des matériaux amenés et accumulés k leur amont, ils doivent présenter les conditions de solidité les plus complètes. Aussi les construit-on sur le même type que les barrages de consolidation, en voûte horizontale. Comme généralement on ne travaille pas avec des pierres de taille , mais avec des blocs presque bruts, on donne à la courbe de voûte un rayon plus court afin de procurer au calage des pierres, par un arc plus cintré, une plus grande résistance; quant aux parements, on élève celui d'amont verticale-

ment; Ton donne à celui d'aval un fruit de âB à 3o p. o/o et Ton bâtit par assises perpendiculaires à ce fruit. On n'a plus ici, en effet, à redouter le passage des laves comme dans les barrages de consolidation ; Teau , k peu près seule, franchira le couronnement, et enfin latterrissentent ne sera formé que de matériaux rocheux et de pierrailles.

Le barrage étant construit d'abord sur une hauteur de 4 mètres, par exemple, en dessus du lit, il arrive un moment où la nécessité de l'exhausser se fait sentir par la pente prise par latterrissement et qui devient telle que les matériaux ne tarderont pas à ne plus pouvoir s y arrêter. On procède alors à l'exhaussement du barrage tel que le représente en bb' la figure 85.

Derrière la maçonnerie de blocs a, b^ c, d, de â mètres d'épaisseur, on a eu soin d'élever une maçonnerie c, d, e*,f, aussi épaisse en ce, mais à parement e/* vertical et construite avec des pierres sèches de dimensions ordinaires. Cette couche de maçonnerie reçoit directement la pression des matériaux charriés et la transmet divisée à l'anneau maçonné en gros blocs, ce qui tend à lui enlever tout effet nuisible.

Elle sert en outre à procurer de bonnes fondations à l'exhaussement bb\

Lorsqu'aprèsun certain nombre d'années, celui-ci est rempli et que latterrissement va prendre la pente p\ on procède à un nouvel exhaussement en yV et ainsi de suite, jusqu'à ce qu'on ait atteint la hauteur maxima que l'on s'est imposée.

Nous avons vu dans leRuffiruns, commune de Mollis, canton de Glaris, (Suisse), des barrages de ce genre qui, à la suite d'exhaussements successifs, avaient atteint une hauteur de 70 pieds, soit de si mètres. Les blocs du parement d'aval avaient tous des dimensions en longueur, largeur et hauteur, dont les moindres variaient de 1 mètre à i^'jBo.

Ces barrages, construits depuis plus de trente ans, présentent l'aspect de la solidité la plus désirable.

Barrages Lc systèmc des barrages en gradins proposé par M. l'ingénieur Breton '*^

cniîradins. . • • i* «•

trouve ICI son application.

La figure 86 fait voir immédiatement la disposition des barrages échelonnés, dont nous empruntons la description à VÉtude^sur le système général de défenses contre les torrents, publié en 1876 par l'Imprimerie nationale.

Knipiacemeni crDaus Ic choix dc l'emplacemcnt du premier gradin, ou du premier

des nouveaux

^jradins. (i) j^f^f^oire sur les harrages de retenue de graviers, (Dunod, 1867.) Etude sur le systhne général

de défenses contre les torrents, (imprimerie nationale, 1875.)

barrage, on a dû chercher à donner le plus grand volume possible au magasin de gravier à retenir, afin d allonger autant que possible la durëe de lelEcacité complète : le même motif exige que le second gradin soit place le plus près possible en amont du premier. Entre ces deux gradins, il convient de laisser un petit intervalle, où la nouvelle chute pourpa creuser un affouillemenl assez profond pour que la force vive de la chute s'y amortisse s(fr place dans les tourbillons; mais il eët bon que cet intervalle ne dépasse pas en longueur ce qu'exige le développement de ces tourbillons, afin que la crête du premier barrage fonctionne comme le bord d'une cuvette qui limite l'approfondissement.

cr Après que le deuxième gradin aura achève lé service qu'il peut rendre en retenant complètement les déjections, c'est-à-dire quand les déjections qu'il retient affleureront sa crête, on en élablira un troisième, et ainsi de suite à mesure des besoins.

ffLa hauteur de chacun des gradins doit être réglée de manière que l'étang formé en amont du barrage ait une longueur suffisante pour qu'on soit sûr que le torrent ne pourra jamais pousser en une seule crue un banc de gravier jusqu'à la crête du barrage, de manière que les déjections la franchissent tout de suite, sans avoir rempli un grand réservoir de gravier sur lequel on avait compté.

Hauteur des gradin?.

^Lorsque les circonstances locales motivent l'emploi de la maçonnerie à chaux hydraulique ou mortier ^^\ on peut adopter un profil analogue à ceux des murs de soutènement, avec un fort talus ou de larges retraites en aval et le parement d'amont vertical. Il convient alors de recevoir la chute de l'eau sur un radier épais, formant le fond d'une cuvette en contrebas du lit naturel du gravier ; l'autre bord de la cuvette doit être formé d'un contre-mur élevé jusqu'à fleur du lit naturel de gravier; et, en prévision de l'approfondissement du lit , qui se produira dès que les graviers entraînés en aval ne seront plus remplacés par les déjections retenues derrière le barrage , il est indispensable de fonder le contre-mur le plus bas que Ton peut. Autrement on serait trop tôt forcé de reprendre à grands frais le contre -mur en sous-œuvre.

a La largeur de la cuvette, depuis le pied du parement d'aval du barrage jusqu'au contre-mur, doit être suffisante pour ((ne les hautes eaux , tombant en déversoir par-dessus le barrage, atteignent le fond de la cu-

^^) Nous avons indiqué plus haut que dans le cas spécial des barrages de retenue le même profil peut être adopté pour la maçonnerie en pierre sèche.

Protii

(les barrages

de retenue

avec cuvette

et contre-mur.

vette assez loin avant le contre-mur; car il faut que cette grosse veine fluide ait l'espace suffisant pour se relever derrière le contre-mur, pour s'épanouir plus haut en laissant sur elle un tourbillon cylindrique qui tournoie sur place, et, pour de là, prendre son cours en aval après avoir perdu le plus possible de son agitation.

rr Quand le gravier retenu affleure le premier gradin, il faut creuser derrière son couronnement une cuvette aussi profonde et aussi lafrge que la première, également revêtue d'un fort radier et liée d'un bord au parement de derrière du premier barrage et de l'autre au pied du mur de terrasse formant le second gradin. Ainsi, pour ce second gradin, le haut du premier mur fait fonction de contre-mur. r

Le système des gradins coûte évidemment plus cher que celui des barrages exhaussés, puisqu'on a en plus les fondations de chacun des gradins et les radiers, mais il présente l'avantage précieux de rompre la vitesse des eaux, d'éviter une hauteur de chute toujours très-dangereuse et de faire courir beaucoup moins de risques en cas de rupture ou de dégradation d'un des gradins.

Dans des cas exceptionnels où il faudrait absolument obtenir un relèvement énergique du lit, on pourrait même l'employer pour les barrages de consolidation dans les régions inférieures du torrent, mais à la condition que les atterrissements ne soient formés que de blocs et de pierrailles, à l'exclusion des matières terreuses et des boues, ce qui est bien plus rare à rencontrer qu'aux grandes altitudes où les débris de la roche supérieure dominent presque exclusivement.

Mnrsen travers Los murs *en travers sont construits en pierre sèche, d'après les types les avalanches i^diqués par les figures 84 3 en ce qui concerne les avalanches.

^' • Dans les clappes, ces murs pejivent être construits sur des longueurs

ips pierres. plus graudes et occuper la place d'une courbe horizontale.

Le couronnement de ces murs doit être bâti avec les plus grosses pierres, bien assemblées entre elles, de manière à présenter une grande résistance par leur masse.

Places de dépôts. Les figuros 86} et 869 donnent le plan et la coupe d'une place de

dépôt, disposée sur un cône de déjection indiqué par des lignes pointillées; en a se trouve le dernier barrage de consolidation^ à l'aval duquel est construit un perré/ destiné à diriger les eaux vers la place D qui est entourée de digues à^ formées d'une levée en matériaux de terre et pier-

raille pris sur le cône même, avec revêtement intérieur en maçonnerie de pierre sèche; en bc est construite une digue transversale de même hauteur que lesdigues rf, destinée à combattre la tendance des dépôts, à former une surface conique et à les répandre sur la surface de la place D; en ^ se trouve un triple grillage en forts pieux, chargé de retenir les matériaux un peu gros; en h est un pertuis, muni d'une vanne, par lequel les eaux décantées s'écoulent et se dirigent vers la rivière en suivant le canal K.

Les emplacements de la place de dépôt D peuvent occuper successivement la surface entière du cône de déjection et permettre ainsi d'y conserver le trop plein des matériaux que n'auraient pu arrêter les travaux exécutés à Tamont.