CHAPITRE IV Ruptures dés barrages-réservoirs

Après avoir décrit les principaux barrages-réservoirs construits jusqu'ài ce jour, et montré les avantages et les inconvénients présentés par chacun d'eux, il nous paraît aussi utile qu'intéressant d'examiner les circonstances dans lesquelles certains d'entre eux ont été détruits, ou tout au moins ont éprouvé de graves accidents. En faisant ressortir comment certains procédés de construction ont amené la ruine * des digues dans lesquelles ils avaient été mis en œuvre, on mettra encore mieux en garde contre eux que n'a pu le faire l'étude qui précède. D'autre part, en rappelant les véritables catastrophes qui ont été occasionnées par les ruptures de certains barrages, on montrera quelle extrême prudence doit présider à l'établissement de ces ouvrages, et quelle lourde responsabilité pèse sur ceux qui en sont chargés.

1® Ruptures de barrages en terre

Il peut sembler, au premier abord, qu'il serait toujours possible d'éviter la rupture de ces barrages en leur donnant des dimensions beaucoup plus grandes que celles qui sont généralement regardées comme nécessaires. En tout cas, on peut se demander s'il ne serait pas préférable, tant au point de vue de l'économie que de la sécurité, de constituer les digues avec des remblais ordinaires, mais déposés en grand excès, plutôt que de ne leur donner, comme nous l'avons vu, qu'une épaisseur limitée, constituée avec des remblais de choix, mis en œuvre d'une façon spéciale et qui ne laisse pas que d'être assez coûteuse. Nous allons montrer qu'il n'en est rien et que ce n'est pas uniquement dans la masse des matériaux que réside la solidité des digues en terre.

Pour donner une idée du peu de sécurité que présentent les barrages en terre, lorsqu'ils n'ont pas été construits avec des précautions spéciales, nous citerons l'exemple saisissant de la rupture, après 28 ans d'existence, d'une immense digue en terre qui s'était cependant naturellement formée.

« En l'année 1191, une crue simultanée des torrents de Vaudaine et

de llnfernet, qui se jettent dans la Romanche, en face Tun de Tautre, à Textrémilé aval de la plaine du Bourg-d'Oisans (Isère), barra le cours de cette rivière par un amoncellement de blocs et de pierres d*une hauteur considérable. Les eaux envahirent toute la vallée du Bourg-d*Oisans et formèrent un lac dont le niveau au-dessus de la plaine s'éleva à 20 mètres, et qui reçut le nom de lac Saint-Laurent.

» Dans la soirée du 14 septembre 1219, le barrage qui maintenait le lac s*eiïondra et une véritable trombe d'eau se précipita dans les vallées Séchiliennes et de Vizille; après avoir tout ravagé sur son passage et emporté le pont de Claix, la trombe arriva à Grenoble vers les dix heures du soir, en suivant l'ancien lit du Drac.

» Llsère fut barrée et les eaux s'élevèrent dans la ville jusqu^à la clef de voftte de la porte principale de la cathédrale, c'est-à-dire jusqu'à huit mètres au-dessus de la place Notre-Dame. Plusieurs milliers de personnes trouvèrent la mort dans ce véritable déluge (<) ».

Si les faits ne démentaient pas une pareille hypothèse, on serait plutôt porté à croire que, une fois la digue constituée, elle aurait dû aller en se consolidant par les apports de toute sorte qu'ont dû lui amener les crues qui se sont produites pendant cette période de 28 ans. On voit qu'il n'en a malheureusement pas été ainsi, et que c'est au moment où l'on pouvait avoir acquis une véritable confiance dans sa solidité que le barrage naturel s'est effondré. De quelle manière s'est produit cet effondrement, on l'ignore, mais si l'on réfléchit que la digue devait servir de déversoir à une rivière impétueuse, dont les crues extrêmement rapides atteignent .^00 mètres cubes à la seconde, on est, au contraire, surpris que cette digue ait pu résister aussi longtemps. Sans doute le remblai n'était pas étanche et l'eau qu'il laissait perdre le minait lentement en entraînant les terres et menus graviers qui reliaient entre eux les gros blocs formant l'ossature de la digue. De plus, cet écoulement devait avoir pour effet d'abaisser notablement, pendant les basses eaux, le niveau du lac, et la partie supérieure du barrage, ne se trouvant plus au contact de l'eau, devait se dessécher et se fendiller. Au moment de la fonte des neiges, les crues remplissaient de nouveau le lac et, en se déversant par-dessus le barrage avec une vitesse considérable, elles ont dû affaiblir peu à peu sa résistance, jusqu'au moment où un pan tout entier a été entraîné presque d'un seul bloc, produisant une énorme brèche capable de laisser échapper un immense volume d'eau.

Nous allons d'ailleurs voir que c'est généralement ainsi qu'ont cédé la plupart des digues détruites récemment, et l'expérience a malheureusement prouvé que les accidents de cette nature n'étaient jamais limités, mais que, au contraire, chaque fois qu'une digue avait été entamée, la brèche initiale, très rapidement agrandie, avait atteint des dimensions capables de vider le réservoir en fort peu de temps.

(1) Rapport de M. l'inspecteur des forêts Charlemagne; et Vivien db Satnt-Martin : Dieticnnaire de géographie.

Rupture de la digue de Longpendu. — La première rupture de digue en terre sur laquelle nous ayons quelques détails est celle de la digue de Tétang de Longpendu, construite pour Talimentation du canal du Centre, qui eut lieu le 24 ventôse an IX. Elle fut occasionnée par des filtrations à travers le corps de la digue et, malgré la faible capacité du réservoir, elle causa des dégâts considérables et la mort de quatre personnes.

Rupture de la digue du Plessis, — Le 5 décembre 1825, à la suite de pluies qui firent grossir toutes les rivières du Charolais, les déversoirs de rétang du Plessis s'obstruèrent par l'amoncellement de petits branchages arrêtés par des claies destinées à empêcher les poissons de sortir, et la digue fut débordée et emportée. Cet étang contenait environ 600000 mètres cubes, qui s'écoulèrent probablement en cinq ou six heures, et qui, en décuplant la crue de la Bourbince, produisirent des dégâts s'élevant à 400 000 francs.

Rupture de la digue de Vétang Berthaud. — Quelques années plus tard, le 14 avril 1829, la digue de l'étang Berthaud, un des plus im- ' portants réservoirs du canal du Centre, pour l'époque, fut également détruite, mais dans des conditions différentes. Le canal manquant d'eau, on avait établi sur le déversoir un barrage en bois, de façon à augmenter le niveau de la retenue de 50 centimètres, ce qui ne laissait plus que 50 ceotimètres de revanche entre la crête de la digue et le plan d'eau. Par l'effet d'un vent violent, qui régna pendant plusieurs jours et qui souleva des vagues d'une grande hauteur, les eaux furent jetées sur le couronnement et le talus extérieur de la digue, et l'attaquèrent fortement. Le 14 avril, devant l'imminence du danger, on se décida à ouvrir la bonde de fond et à détruire le barrage en bois du déversoir ; mais ce fut inutile, car le débouché de ces ouvrages était si faible qu'il n'aurait pu abaisser d'un mètre le niveau du réservoir qu'au bout de 24 heures, tandis qu'au bout de trois heures les vagues coupèrent la digue. Une fois la brèche ouverte, le réservoir, qui contenait 650000 mètres cubes, fut vidé en trois heures. D'après M. Vallée (*), si le perré qui recouvrait le talus intérieur de la digue ne s'était pas lui-même écroulé le premier, la digue aurait peut-être pu résister à l'action des vagues ; mais ce perré, mal assuré sur sa base, s'écroula d'abord en ce point et, comme toutes ses parties étaient solidaires, il s'affaissa ensuite peu â peu, laissant les vagues agir directement sur les terres.

Rupture de la digue de la Tabia. — La rupture de la digue delà Tabia, due à des infiltrations et â une crue rapide, n a causé qu'une perte de 400000 francs, y compris 175 000 francs pour la reconstruction du réservoir, dont la contenance atteint cependant 3 millions de mètres

(1) Annales de» Ponts et Chaussées, 1833.

cubes. Cela tient à ce que, à Taval du barrage, il n'y avait, heureusement, pas de constructions importantes ; sans cela, Ténorme masse d'eau mise en liberté aurait, sans doute, causé de grands dommages. Sur les 8 premiers kilomètres en aval du barrage, la vallée étant encaissée, les eaux se sont propagées avec une vitesse de 2™ 50 par seconde, détruisant tout sur leur passage, mais au delà, elles se sont répandues dans la plaine de Sidi-bel-Abbès et n'y ont pas occasionné de grands dégâts (*).

Rupture de la digue de Bradfield. — Nous avons vu que Ton avait construit en Angleterre un grand nombre de digues en terre, établies d'après un type dont nous avons donné la description (2). Grâce au climat humide de ce pays, ces digues se comportent généralement fort bien, maisâ condition que toutes les précautions dont nous avons parlé aient été prises lors de leur construction. Malheureusement, il n'en avait pas été ainsi au réservoir de Bradfield, destiné à Tapprovisionnement de la ville de Sheflield, et ce réservoir n'était môme pas encore entièrement rempli pour la première fois, que sa digue fut emportée sur le quart de son volume.

Conformément à la pratique anglaise, cette digue comportait un noyau central d'argile corroyée, de 27 à 28 mètres de hauteur audessus du fond de la vallée et pénétrant, sur certains points, dans le sol jusqu'à 18 mètres de profondeur. Cet écran, destiné à assurer l'étanchéité de la digue, avait 5™ 50 d'épaisseur à la base et 1«»20 au sommet, et il était épaulé, à l'aval et à l'amont, par un remblai dont les talus étaient dressés à 2 mètr«s et demi de base pour 1 mètre de hauteur. La largeur de la digue au sommet était de 3"^ 66, et sa longueur de 382 mètres (3).

Contrairement à l'habitude généralement suivie par les Ingénieurs anglais, aucun remblai en matériaux fins n'avait été interposé entre le corroi et le corps de la digue, qui avait été lui-même constitué par des matériaux tout- venants empruntés aux deux versants de la vallée. De plus, on n'avait pas même pris la précaution de pilonner les remblais, qui avaient été simplement déchargés au wagon et qui étaient loin d'être imperméables, surtout à leur partie supérieure.

Enfin, on avait eu le tort d'effectuer les prises d'eau au moyen de deux longs tuyaux en fonte, traversant la digue à son point le plus bas, sur 150 mètres de longueur. Ces tuyaux, environnés d'argile sur 0" 50 d'épaisseur, subissaient forcément l'influence des tassements qui se manifestaient dans la masse.

C'est à ces divers vices de construction que les Ingénieurs anglais, MM. Rawlinson et Breardmore, attribuent la destruction de la digue. A leur avis, le corroi argileux ne doit pas être placé entre deux

(O Rapport de M. l'Ingénieur en chef Aucour.

(2) Voir paire 23.

(:)) GuiLLESfAiN : Rivières et canaux.

masses poreuses, sous peine d'être exposé à se fissurer et A se percer sous la pressioQ de Teau, et il est nécessaire de le protéger par un remblai en matériaux fins et doux, de façon à éviter que la face extérieure ne puisse se dessécher et que la face intérieure ne reçoive directement la pression de Teau. Si cette précaution n'est pas prise, toute lésion intérieure, due à une cause quelconque, reste permanente et, par la pression du liquide, devient dangereuse.

La manière peu irréprochable, dit M. Rawlinson, dont les tuyaux traversaient le corroi est la cause probable de la rupture. L'état de porosité des matériaux du sommet de la digue a donné libre passage aux eaux. Quand Teau s'est élevée dans le réservoir, elle a atteint le niveau de ce crible, elle a cherché une route dans le corroi, et Ta trouvée autour des tuyaux. De là, cette destruction si rapide et si terrible dans ses effets... Dans tous les cas, on ne doit faire passer ni aqueducs, ni tuyaux sous les digues, ni dans aucune partie du remblai.

Nous ajouterons quelques détails sur les circonstances dans lesquelles s'est produite la rupture de la digue et sur la catastrophe qui s'en est suivie.

Le 12 mars 1864, il s'en fallait de 5 ou 6 pieds que le réservoir fût plein, lorsqu'on s'aperçut de l'existence d'une fissure. Les eaux, agitées par les grands vents qui soufflaient depuis plusieurs jours, avaient lézardé la partie supérieure. Des manœuvres furent réunis à la hâte, les uns pour prévenir les habitants de la vallée du Don, les autres pour ménager un écoulement; mais la fissure devint rapidement une brèche et les ouvriers eurent à peine le temps de se sauver. Bientôt un débit de 1 100 mètres cubes à la seconde s'échappa du réservoir, balayant tout sur son passage et faisant table rase des habitations et jardins, sur une surface de plus de 400 hectares. Quand la trombe arriva à Sheffield, vers minuit, et avant qu'aucun avertissement y fût parvenu, elle charriait les cadavres par douzaines, et bientôt il y eut 6 pieds d'eau dans les rues les plus peuplées de la ville. Un faubourg entier, Molin Bridge, fut presque complètement détruit, et dans une grande ferme, contenant 103 personnes, 3 seulement furent épargnées. En moins d'une demi-heure, les 700000000 de gallons (plus de 3 100 000 mètres cubes) que contenait le réservoir furent écoulés, et 70000 mètres cubes de terre, le quart de la digue, emportés. Dans quelques rues deSheffîeld,les débris amoncelés atteignaient 7 à 8 pieds de hauteur; 798 maisons furent détruites, en totalité ou en partie, et 4 354 inondées. Enfin l'enquête établit que 238 personnes trouvèrent la mort dans cette catastrophe.

En présence d'un pareil désastre, on ne saurait trop blâmer les Ingénieurs qui, pour réaliser quelques économies, ont cru pouvoir s'écarter des règles généralement admises et consacrées par l'expérience. S'il faut en croire une correspondance de l'époque, « il paraît que la catastrophe était, sinon prévue, du moins redoutée. Des doutes s'étaient élevés sur la solidité de la construction ; des appréhensions s'étaient manifestées, des rumeurs sinistres avaient couru. Il n'en fut pas tenu

— uo —

compte... Des mesures furent prises, néanmoins, mais au dernier moment, quand il était trop tard (<) ».

Le mode de construction employé dans les digues anglaises est d'ailleurs loin d*ètre à Tabri de toute critique, à cause des sujétions de toute sorte qu'entraîne leur défaut d'homogénéité. M. Rawlinson n'hésite même pas à reconnaître les inconvénients de ce procédé et s'exprime ainsi en parlant des digues hindoues :

« Le procédé indien, qui consiste à n'employer ni tranchée, ni corroi, mérite une étude attentive et une sérieuse considération. Des couches souterraines peuvent porter une charge d'eau considérable avec sécurité, si on n'a pas troublé leur stratification; mais si l'on a brisé les assises par une tranchée profonde et ouvert des fissures par des épuisements considérables qui ont balayé les fentes du sol, on s'est peutêtre placé dans des conditions telles, qu'il est impossible de reconstituer un terrain solide, et on s'expose à des réparations fort coûteuses.

2> Un remblai construit sans corroi ni tranchée d'argile, mais simplement formé de couches minces de bons matériaux, comme le font les Indiens, édifié lentement et terminé par une plate-forme qui présente une largeur au moins égale à la demi-hauteur de la digue, ne peut être facilement emporté par les eaux, v

Nous avons vu que les digues françaises récemment édifiées, tout en ne demandant qu'un délai acceptable pour leur exécution, présentent néanmoins les mêmes garanties d'homogénéité et d'étanchéité que les digues hindoues.

Catastrophe de Johnstown. — Quelque terribles qu'aient été les conséquences de la rupture du réservoir de Bradfield, elles n'ont cependant qu'une faible importance comparées à celles occasionnées par la rupture du réservoir du South Fork,près de Johnstown, en 1889. Dans ce dernier cas, le désastre a été tel qu'il n'est comparable à aucun autre accident dû à la main de l'homme, et ce n'est guère que dans les effets produits par les tremblements de terre que l'on peut trouver des catastrophes aussi terribles.

La ville de Johnstown, qui, avant ce désastre, était une des plus florissantes et des plus industrieuses cités de l'État de Pensylvanie, est située dans la vallée de laConemaugh (fîg. 96), un des sous-affluents de rOhio. A une quinzaine de kilomètres en amont de la ville, se trouvait un réservoir artificiel construit sur le South Fork, en 1842, pour le service de l'ancien canal de Pensylvanie. La création des chemins de fer ayant rendu ce canal inutile, le réservoir fut loué à une Société de sport de Pittsburg, qui s'en servait comme d'un étang de pêche. Primitivement, la hauteur de retenue n'était que de 62 pieds (18«»91), mais, en 1879-1881, le South Fork Hunting et Fishing Club fit restaurer la digue et porter la retenue à 69 pieds (21 mètres). La

i^) Le T$mp», du 26 mars -1864.

capacité du réservoir fut ainsi portée à près de 45 millions de mètres cubes, et sa surface à 162 hectares environ (^). La figure 97 représente la digue primitive, construite d'après la

FiG. 96. — Plan des abords du réservoir de South Fork.

méthode anglaise, mais avec cette différence que le corroi argileux est ici remplacé par un mur en maçonnerie. A l'aval, ce mur est soutenu par un remblai en terre et pierres, incliné seulement à 450, tandis qu'à l'amont, le remblai, constitué par des matériaux plus fins et moins perméables, est incliné à 2 de base pour 1 de hauteur, et recouvert par un perré composé de pierres xl'assez grosses dimensions. Un déversoir

de 22 mètres de longueur (fîg. 98 et 99), creusé dans le roc de la -'ve droite du South Fork, servait à l'évacuation des crues, et une prise

Fjg. 97. — Profil primitif du barrage de South Fork.

ii) Enginering News, du « juin 1880.

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d*eau, placée dans une tour en maçonnerie, dont on voit les vestiges en B, avait été construite, lors de la création du réservoir, pour l'alimentation du canal qui avait motivé cette création.

Le réservoir ayant perdu son utilité, on ne s'est plus trouvé dans la nécessité de faire fonctionner cette prise d'eau, et, par suite de l'abandon dans lequel elle était laissée, elle est devenue peu à peu hors de service, et la tour en maçonnerie elle-même était tombée en ruine. De plus, le barrage lui-même était mal entretenu, son couron-

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FiG. 93 et 99. — Croquis du barrage de South Fork après sa rupture. Élévation et plan.

nement s'était notablement affaissé et la hauteur de ce couronnement, au-dessus du fond du déversoir, avait été réduite de 8à4 pieds seule- Oient. A plusieurs reprises, des Ingénieurs avaient déclaré que, par suite de ce mauvais entretien, le barrage était en danger ; il s'était même produit de fausses alertes, mais comme le barrage résistait tou* jours, on en était venu à ne plus croire au danger.

Malheureusement, dans toute la seconde quinzaine du mois de mai 1889, des pluies torrentielles s'abattirent sur la région, le débit des cours d'eau atteignit des proportions inconnues jusqu'alors et le réservoir tut rempli en quelques jours, tandis qu'en temps ordinaire il ne se remplissait qu'une fois par an. Le 31 au matin, la pluie continuant toujours et le niveau de l'eau continuant à s'élever dans le réservoir, on eut l'intuition qu'une catastrophe était imminente. Le déversoir étant insuffisant et la bonde de fond ne pouvant être manœuvrée par suite de son mauvais état, on embaucha à la hâte une cinquantaine d'ouvriers pour creuser une rigole de décharge sur le flanc gauche de la vallée.

Malheureusement ils ne purent lutter contre la rapidité de la crue, et, vers deux heures et demie de l'après-midi, les eaux, débordant par-dessus la digue, formèrent une première brèche indiquée en A (fig. 98). Cette coupure, d''abord étroite et peu profonde, s'approfondit rapidement jusqu'au roc de fondation, et, vers quatre heures, avant que le niveau du lac eût sensiblement baissé par suite de l'écoulement à travers cette coupure, il se forma brusquement une brèche de 90 mètres de largeur, descendant jusqu'au roc. Par cette immense baie, un volume d'eau énorme s'échappa, formant dans la vallée une vague de 12 mètres de hauteur, qui parcourut en dix-sept minutes la distance comprise entre le barrage et Johnstown, soit dix-neuf kilomètres. Avec cette vitesse (70 kilom. à l'heure), une pareille masse balaya tout sur son passage, et, pour donner une idée de la force du courant, il suffira de dire qu'une locomotive avec son tender pesant douze tonnes ont été entraînés à une distance de 14 milles. Le village de South Fork et toutes les constructions situées le long de la vallée furent littéralement emportés, et les forges de Cambria, qui occupaient 7 000 personnes, entièrement détruites.

Néanmoins, le désastre aurait été assez limité et la ville de Johnstown relativement épargnée si les eaux avaient pu s'écouler sans obstacle. Malheureusement, la quantité énorme de décombres charriés par la crue obstruèrent le pont sur lequel le chemin de fer de Pensylvanie traverse la Conemaugh (fig. 96), ses arches furent barrées et les débris s'amoncelèrent les uns sur les autres, jusqu'à quinze mètres de hauteur, couvrant une étendue de plus de vingt-six hectares. Par suite d'une cause inconnue, le feu prit dans ces débris et se communiqua à la ville, de sorte que les malheureux qui, accrochés aux épaves, avaient pu lutter contre les eaux, devinrent la proie des flammes.

Il est impossible d'évaluer les dégâts matériels occasionnés par une pareille catastrophe, de même que l'on n'a pu songer à établir le recensement exact des personnes qui y ont trouvé la mort ; mais les évaluations les plus optimistes n'estiment pas à moins de 10 000 le nombre de ces dernières (*). Sans doute la gravité du désastre n'est pas uniquement due à la rupture du réservoir, mais surtout à un extraordinaire

(1) L'IllustraHon, da 29 jaio 1880.

concours de circonstances malheureuses; cependant, il n'en est pas moins vrai que c'est cette rupture qui a été la cause déterminante de cette terrible calamité. On reste vraiment stupéfait en songeant que des ouvrages d'un caractère aussi pacifique peuvent se transformer ainsi en agents de destruction, pour peu que leur construction ait été négligée ou que leur entretien ne soit pas convenablement assuré.

Conclusions relatives aux ruptures oe digues en terre. — D'après ce qui précède, on voit que les barrages en terre ont surtout péri :

1» Par suite de leur défaut d'étanchéité, soit dans le corps même de la digue, soit à son contact avec le terrain naturel ;

2*> Par suite du déversement de Teau par-dessus la digue. En principe, on doit admettre qu'une digue surmontée est une digue perdue, et empêcher, à tout prix, qu'un pareil fait ne puisse se produire. Pour cela, il est nécessaire que le réservoir dispose d'évacuateurs d'un débit suflisant pour que, même en cas de crue extraordinaire, le niveau de l'eau ne puisse dépasser l'altitude maximum assignée à la retenue. C'est surtout parce que cette condition n'était pas remplie, que le barrage du South Fork a été emporté ;

3<> Par la façon défectueuse dont les ouvrages de prises d'eau traversaient la digue, ainsi que cela avait lieu au réservoir de Bradfield. Il importe de faire remarquer encore une fois que, dans ces sortes d'ouvrages, le danger est à la jonction des maçonneries et du remblai, et que les précautions les plus minutieuses doivent être prises pour que le pilonnage du remblai dans les angles soit irréprochable ;

¥ Par l'action des vagues sur le talus intérieur de la digue. Nous avons vu que c'est à cette cause qu'il faut attribuer la destruction de la digue de l'étang Berthaud. Pour éviter le retour de pareil accident, il est nécessaire, dès que la hauteur de la retenue est un peu importante, ou si l'on a à craindre des vents violents poussant à la digue, de protéger le talus en contact avec l'eau, non pas par un simple perré, mais par un revêtement solidement maçonné. Il convient, en outre, que ce revêtement ne soit pas solidaire dans toute son étendue, afin que la destruction de l'une de ses parties n'entraîne pas des dislocations dans les autres, et c'est pour cela qu'il y a lieu de disposer ce revêtement suivant des gradins, disposition qui est, d'ailleurs, maintenant généralement adoptée.

On conçoit aisément que les vagues qui se forment sur les lacs sont d'autant plus fortes que la profondeur est plus grande et que les vents sont plus violents, et que, par suite, l'efiFet destructeur de ces vagues est d'autant plus redoutable. Ainsi on a observé, sur le réservoir de Chazilly, qui, comme nous l'avons vu, a près de 20 mètres de profondeur, des lames de trois mètres de hauteur. Il est donc nécessaire que de pareilles lames trouvent une solide défense quand elles déferlent sur la digue, et que, en outre, cette digue soit assez élevée pour ne pas pouvoir être surmontée;

5<> Enfin, nous avons vu, en parlant des digues de Panthier, de Cer-

cey et de Vassy, qu'il y avait lieu de choisir avec le plus grand soin les terres destinées à former le corroi, sous peine d'avoir, dans la suite, des éboulements du talus intérieur et"" d'être obligé de faire de coûteuses réparations.

2o Ruptures de barrages bn maçonnerie

Quoique les barrages en maçonnerie paraissent présenter plus de sécurité que les digues en terre, puisqu'ils n'ont, en général, pas à redouter les infiltrations et que les matériaux qui lefe composent ne sont pas, comme ceux de ces dernières, attaquables par le choc des vagues, ces ouvrages peuvent néanmoins donner lieu aux mêmes accidents si leur construction a été défectueuse. De plus, comme la maçonnerie coûte cher, on a une tendance à en réduire le volume le plus possible, et il est malheureusement arrivé que, dans certains cas. une économie mal entendue ou plutôt une confiance exagérée dans certaines théories ont amené à construire des murs de réservoirs incapables de résister à la charge d'eau à laquelle ils ont été soumis. Tandis que les digues en terre ont toujours une masse sufiBsante pour résister au glissement ou au renversement et qu'il n'y a à se préoccuper que du bon emploi de leurs matériaux, dans la construction des murs-barrages il faut, non seulement porter la même attention sur la mise en œuvre de ces matériaux, mais encore faire un choix judicieux de la forme et des dimensions qu'il convient de donner à l'ouvrage.

Rupture du barrage de Puentès (Espagne). — Nous avons vu que ce barrage, dont nous avons donné une rapide description (*), était destiné à créer une retenue de 50 mètres de hauteur et que sa partie centrale avait été fondée sur pilotis. Pendant les onze années qui suivirent sa construction, l'insuifîsance des pluies ne permit pas le remplissage du réservoir et le niveau de la retenue se maintint à 25 ou 30 mètres au-dessus du fond. En avril 1802, de fortes pluies occasionnèrent une rapide ascension des eaux et le réservoir fut détruit avant même d'avoir été entièrement i^empli. Voici, d'après un témoin oculaire, comment eut lieu cette destruction :

« Vers les deux heures et demie de l'après-midi du 30 avril 1802, on remarqua que, du côté de la partie aval du barrage, vers le platelage en bois qui sert à recevoir le courant quand on ouvre les robinets, l'eau sortait en grande quantité, par bouillons, s'étalant en forme de palmes et avec une couleur excessivement rouge. On envoya aussitôt prévenir le directeur des travaux, D. Antonio Robles. Vers les trois heures, il se fit une explosion dans le puits qui traversait le barrage de bas en haut, et, à l'instant, l'eau qui s'échappait vers

(1) voir page 47.

Taval, & travers les fondations, augmenta de volume. A peu de temps de là, on entendit une seconde explosion qui fit trembler la terre tout à Tentour, et Ton vit sauter, enveloppés d*une énorme masse d'eau, les pieux, les moises et autres pièces de bois qui composaient le pilotage de la fondation, ainsi que le platelage qui venait à la suite. Immédiatement après, nouvelle explosion; les deux grandes portes qui fermaient l'entrée de la galerie de curage s'effondrent avec la pile intermédiaire qui les soutenait, et au même instant s'échappe une montagne d'eau en forme d'arc, effrayante à la vue, et dont la couleur était rouge comme le feu, soit à cause des vases dont elle était chargée, soit à cause des reflets du soleil. Le volume d'eau qui s'écoulait était si considérable que le réservoir fut vidé dans l'espace d'une heure. Les eaux arrivèrent à Lorca avant le messager envoyé au directeur pour lui faire part des premiers événements;

FiG. 100. — Vue du barrage de Puentès après sa rupture.

atteint par elles, cet homme fut obligé de se réfugier sur la montagne voisine.

» Le barrage présente, depuis sa rupture, la forme d'un pont dont les culées seraient les parties de l'ouvrage fondées sur les montagnes latérales, et dont l'ouverture serait de 17 mètres de largeur pour 33 de hauteur (fig. 100) (*).

» Au moment de l'accident, la hauteur effective de l'eau était de 33™ 40. Le niveau s'élevait contre le mur du réservoir à 46™ 80 audessus du fond ; la différence, soit 13™ 40, était oocupée par les vases (2),»

(1) Cette figure est empruntée à une intéressante petite brochure intitulée : Les barrages-réservoirg dans les Cévennes, par J.-J. Bosc.

(2) Musso Y Fontes, HUtoria de los riego» de Lorca,

Six cents personnes furent noyées dans ce désastre, 89 maisons détruites et les pertes occasionnées s'élevèrent à 5 500000 francs.

D'après ce qui précède, on voit que la ruine du barrage n'est due ni à un renversement de la maçonnerie, ni à un afPouillement, au sens propre du mot, mais à une expulsion violente du sous-sol déterminée par la pression des eaux. Tant que le réservoir n'a été qu'à moitié plein, c'est-à-dire que la charge n'a pas dépassé 25 ou 30 mètres de hauteur au-dessus du fond, le sous-sol a résisté, et il aurait peut-être résisté indéfiniment si cette pression n'avait pas augmenté, puisque le réservoir avait déjà fonctionné sans accident pendant 11 ans.

Nous avons vu que les pieux de fondation enfoncés dans le gravier n'avaient que 6™ 70 de longueur et n'atteignaient pas le terrain solide, mais il est probable que quand bien même cette dernière condition aurait été réalisée, l'accident n'eût pas été évité. Les pieux n'auraient sans doute pas empêché le sol environnant d'être emporté et, une fois déchaussés, ils se seraient brisés sous le choc du courant. Diaprés M. Aymard, la critique doit porter, non sur le peu de profondeur de la fondation, mais bien sur le système de cette fondation. A son avis, d'après la façon dont s'est produit l'accident de Puentès, on doit conclure que « les barrages en terre, quels que soient les soins que l'on apporte à leur exécution, sont tout à fait incapables de résister à des charges d'eau qui avoisinent 30 mètres. La prudence veut que l'on reste notablement au-dessous de cette limite » (*).

Si l'on se rappelle ce que nous avons dit au sujet de la compacité et de l'imperméabilité des vases fines agglutinées qui garnissent les fonds des réservoirs et qui, à Puentès, atteignaient, au moment de raccidentfc^B™ 40 d'épaisseur, si l'on observe de plus que le gravier sur lequel reposait cette couche de vase était incompressible, on ne peut manquer d'éprouver la même appréhension que M. Aymard au sujet des digues qui ne reposent pas sur un sol absolument inébranlable. Si l'on ne dispose pas d'une pareille base de fondation, on devra, non seulement s'interdire la construction d'un barrage en maçonnerie, mais encore ne donner à la digue en terre à laquelle on pourra avoir recours, qu'une hauteur modérée.

Rupture du barrage de Œabra {Algérie)^ — Terminé en 1871, ce barrage a été emporté sur 140 mètres de longueur (fig. 101) le 16 décembre 1881, à la suite d'une forte crue. Ici, ce ne sont pas les fondations qui ont cédé, comme i Puentès, mais, au contraire, la partie supérieure de l'ouvrage qui a été renversée.

Déjà peu après le remplissage du réservoir, le déversoir de cet ouvrage avait été détruit sur plus de 50 mètres de longueur à la suite d'une crue d'un débit supérieur au maximum prévu. Nous avons vu que ce déversoir, de 125 mètres de développement, avait été arasé à

(I)Atmard, Irrigations du Midi de t Espagne.

i*^ 60 en contre-bas du niveau maximum assigné à la retenue. Pans ces conditions, il pouvait écouler à la seconde un débit égal à :

125 X 1,80 X (1,60)* = 4k37 mètres cubes, et Ton ne pensait pas que les crues de THabra pussent dépasser ce chiffre (*).

Malheureusement l'expérience ne tarda pas à démontrer que ces prévisions étaient insufiûsantes et, le 10 mars 1872, il se produisit une crue qui détermina une lame déversante de 2 mètres au-dessus de la crête du déversoir. La construction de cet ouvrage était, d'ailleurs, défectueuse, non seulement parce qu'il n'était pas suffisamment protégé contre les affouillements, mais encore parce que les pressions y atteignaient en certains points des valeurs exagérées (35 kilogr. par centimètre carré). Aussi ne put-il résister à la pression des eaux et fut-il renversé.

Fi6. 101. — Vue du barrage de THabra après sa rupture.

Si on calcule le débit qui a passé par-dessus le déversoir avant sa chute, on trouve qu'il a atteint :

125 X 1,80 (2)* = 636 mètres cubes,

et si l'on ajoute à ce débit l'eau évacuée en même temps par les prises d'eau, on trouve que le débit de l'Habra a atteint au moins 700 mètres cubes par seconde.

Quoique la brèche produite par la chute du déversoir laissât échapper un débit évalué à 5 600 mètres cubes par seconde, les dégâts occasionnés ne furent cependant pas très considérables. Les eaux entraînèrent environ ÎOO 000 mètres cubes de terres et de poudingues qu'elles déposèrent un peu plus bas, et ce fut tout; la vallée s'élargissant à l'aval, les eaux purent s'y épanouir et n'y causèrent qu'une simple inondation. Aussi M. Pochet, en rendant compte de cet accident, ne craignait-il pas de dire : « La rupture du barrage de l'Habra ne pro-

(i) Armales de» Ponts et Chaussées, Mémoire de M. Pochit.

duirait certainement pas de grands dommages, parce que le lit de la rivière est très large et pourvu de criques où les eaux peuvent s'emmagasiner. Les cultures de la vallée n'ont aucune valeur. Il n'y a point de maisons. »

Il n'en fut malheureusement pas ainsi lorsque la rupture du barrage, eut réellement lieu, neuf ans après cette prévision. Le barrage ayant brusquement cédé sur une hauteur d'environ 18 mètres et 110 mètres de longueur, une masse d'eau énorme s'échappa du réservoir, détruisant tout sur son passage et occasionnant des dégâts incalculables. Le village de Perr égaux, situé un peu à l'aval, fut entièrement dévasté, la gare du chemin de fer emportée, la voie coupée sur 1 700 mètres, toutes les communications interrompues.

Quoique les habitants fussent prévenus du danger, il y eut un très grand nombre de victimes, et l'on estime que 400 personnes, environ, trouvèrent la mort dans c^lte catastrophe.

De même que la chute du déversoir, la rupture du barrage fut déterminée par une forte crue, et, d'après les traces observées après l'accident, on estime que la hauteur de l'eau s'est élevée à 2™25 audessus de la crête du déversoir. D'après cela, la crue du 16 décembre 1881 aurait encore été supérieure à celle de 1872 et son débit aurait atteint au moins 800 mètres cubes, et probablement beaucoup plus. Au moment où a eu lieu la rupture, le déversoir débitait, en effet, à lui seul environ 750 mètres cubes et il faut, de plus, remarquer que, à cause de la grande étendue du réservoir, le débit sortant était notablement inférieur au volume reçu, une partie de ce volume étant momentanément emmagasinée.

La crue de 1872 avait été regardée comme tout à fait exceptionnelle et l'on ne paraît même pas avoir admis, à ce moment, qu'elle pût se reproduire, car, sans cela, on aurait abaissé la crête du déversoir au moment de sa reconstruction. On n'avait pas jugé opportun de le faire et, quoique l'on eût constaté que la revanche de 1^60 ménagée entre cette crête et le couronnement du barrage avait été insuffisante de 0'°40, on n'avait pas cru devoir l'augmenter. Il est d'autant plus regrettable que Ton n'ait pas mis à profit l'enseignement que comportait Taccident du 10 mars 1872 que, si l'on en avait tenu compte, le désastre de 1881 ne se serait peut-être pas produit. En présence du démenti donné aux prévisions par la crue de 187:2, il eût été sage de prévoir, non seulement le retour de pareille crue, mais encore des afflux d'eau encore plus considérables. Malheureusement on avait toute confiance dans la solidité du barrage et, au lieu de penser à abaisser la crête du déversoir, on avait, au contraire, songé à l'exhausser par une partie mobile, de façon à emmagasiner un plus grand volume d'eau.

On ne peut manquer d'être surpris de cette extrême confiance si l'on songe aux diflicultés rencontrées pendant la construction et aux incidents qui se sont produits dès le remplissage du réservoir. On lit, en effet, dans le mémoire de M. Pochet, que la pierre employée aux

maçonneries était loin d*étre homogène, que le sable, trop fin, laissait à désirer, que la chaux fabriquée sur place n'avait qu'un faible degré d'hydraulicité, enfin que, pendant la durée des travaux, le chantier, décimé par le choléra, n'avait été maintenu qu'à grand'peine. Au moment du remplissage, des suintements abondants se firent jour à travere les maçonneries et de nombreuses cfDorescences calcaires tapissèrent bientôt le parement d'aval, témoignant ainsi de l'appauvrissement des mortiers. En outre, une source importante s'était déclarée dans la montagne de la rive droite.

A la suite de la rupture du barrage, une Commission d'Ingénieurs fut nommée par le ministres de l'Agriculture pour en rechercher les causes, mais le rapport de cette Commission n'a pas été publié et, d'après M. Guillemain, aucun motif n'a été ofllciellement assignéà cette rupture. D'après ce môme Ingénieur, les matériaux qui composaient l'ouvrage étaient impuissants à supporter des pressions atteignant lO kilogr. par centimètre carré au point B. 11 y a lieu de faire remarquer ici que le profil du barrage avait été calculé d'après la méthode de M. Delocre, c'est-à-dire sans tenir compte de l'obliquité des pressions, mais l'on ne s'était imposé qu'une limite assez faible, puisque, d'8i)rès M. Pochct, la pression sur la base n'atteignait, suivant le projet, que G"*» 16 pour le parement d'aval et 4'*«38 pour le parement d'amont.

Si l'on étudie la répartition des pressions dans le mur en considérant diverses sections obliques toiles que?/iw, kl, CB, pq (fig. 102), et

que l'on applique les formules de M. Bouvier, on trouve que les pressions supportées sur le parement d'aval, au lieu de n'être pas supérieures à 6 kilogr.

comme l'avaient cru les constructeurs , atteignent 6^» 55 en n,8''896en/,10»^«f09 en B et ll^^^OÎ en q. De plus, la courbe des pressions sort notablement du tiers moyen du profil, de sorte qu'il existe sur le parement d'amont toute une zone, indiquée sur la figure par des hachures, qui est soumise à des efforts d'extension. Si on se rappelle ce que nous

rii::2

FiG. 102.

avons dit au sujet des maçonneries qui supportent des efforts de traction, et des dangers que présente la formation d*une fissure sur le parement d'amont, on comprendra aisément comment la partie supérieure de l'ouvrage a été emportée. Le point A était, d'ailleurs, indépendamment de cette considération, un point faible à cause de l'angle rentrant que forme le parement intérieur en ce point. On sait, en effet, que tout angle rentrant est un point faible, et l'expérience est d'accord avec la théorie pour prouver que toute fissure qui a son point de départ au sommet de cet angle s'étend avec la plus grande facilité en des points où l'effort de traction serait, d'après les calculs relatifs à l'ouvrage intact, très inférieur à la limite pratique de résistance.

Malgré la médiocre qualité des maçonneries, nous ne pensons pas que les matériaux se soient écrasés sous les pressions de 10 à 12 kilogr. qui se manifestaient en certains points du parement d'aval. A notre avis, le mur a dû se briser d'abord en A, sous l'influence des efforts de traction, qui dépassaient en ce point 1 kilogr. par centimètre carré. Une fois la fissure produite sur une certaine profondeur, les souspressions qui s'y sont développées ont, en all^eant la partie supérieure du mur, reporté la courbe des pressions vers l'aval, et augmenté la pression sur ce parement. De ce fait, les tractions en A se sont trouvées augmentées et ont déterminé un appr(>fondissement de la fissure qui, lui-même, a causé une élévation de la pression sur le parement d'aval, et ainsi de suite jusqu'à ce que cette pression ait été suffisante pour déterminer l'écrasement des matériaux au point le plus chargé.

A la fin de son mémoire sur la stabilité des murs-barrages, M. Clavenad, qui était le secrétaire de la Commission dont nous avons parlé plus haut, explique d'une façon différente la rupture du barrage de l'IIabra (*). A son avis, le barrage aurait été cisaillé suivant un plan de rupture déterminé par la méthode que nous avons exposée précédemment (2). D'après lui, les maçonneries étaient soumises, dans ce plan de rupture (fig. 103) (3), à un effort de traction de 4400 kilogr. par mètre carré, soit G''» 44 par centimètre carré, et elles auraient été impuissantes à résister à cet effort d'arrachement. Si l'on avait eu soin de disposer un joint dans ledit plan de rupture, nous partagerions l'opinion de M. Clavenad, et nous admettrions volontiers que des efforts de traction de 0^»44 même tangentiels à ce joint, auraient pour effet d'en séparer les deux assises. Etant donné le mode de construction généralement suivi dans les barrages, pour qu'un glissement pût se produire suivant une surface analogue à celle indiquée par M. Clavenad, il faudrait que les moellons eux-mêmes fussent cisaillés, et la résistance qu'ils opposeraient à ce cisaillement serait certaine-

(A) Affiales des Ponts et Chaussées, 1887.

(2) Voir page 103.

(3) Cette figure est la reproduction exacte de celle jointe au mémoire de M. Clavenad. Les pressions inscrites sur le parement d'aval ont été calculées en ne tenant compte quç c)e la composante verticale de la résultante des pressions.

ment bien supérieure à Teffort qu*ils ont pu subir dans le barrage de rflabra.

M. Clavenad place, d'ailleurs, le joint de rupture, qu'il détermine par des considérations purement théoriques, un peu au-dessus du point A, et suppose que ce joint a dû s'ouvrir également suivant une direction inclinée à la façon de son plan de rupture. Nous avons déjà dit les raisons pour lesquelles nous croyons que le point faible était bien réellement en A, et nous pensons que le joint de rupture a dû s'ouvrir à peu près horizontalement, d'abord parce que la direction des efforts

FiG. 103. — Plan de rupture du barrage de THabra, d'après M. Clavenad.

d'extension auxquels il étsit soumis était verticale, et ensuite parce que la séparation des matériaux est assurément plus facile dans le sens où ils ont été naturellement posés, lors de la construction, que dans un sens transversal.

11 y a lieu de remarquer que la rupture du barrage avait été précédée d'un glissement sur le rocher de la culée de rive droite, au droit

d'une filtration considérable qui avait ébranlé le rocher lui-même, et cet éboulement avait été, non pas la cause, mais le signal de la rupture d'un système trop tendu.

Rupture des barrages du Sig. — Nous avons vu que l'on avait construit sur le Sig deux barrages en maçonnerie, l'un à Saint-Denis-du- Sig, et l'autre à 22 kilomètres en amont, au lieu dit les Grands Cheurfas. Le réservoir créé par ce dernier, et dont la contenance était de 18 millions de mètres cubes, était à peine rempli pour la première fois, quand les eaux emportèrent, non pas le barrage lui-même, mais un morceau d'une des montagnes dans lesquelles il était encastré. Ce barrage était enraciné, sur la rive droite de la vallée, dans des marnes perméables qui ne purent supporter la pression des eaux.

Au fur et à mesure du remplissage du réservoir, des infiltrations se firent jour dans la roche, au-dessous du point d'appui extrême de la digue, mais on ne leur attribua pas un caractère inquiétant. Le 8 février 1885, ces infiltrations prirent tout à coup une grande extension. L'eau sortait du côté aval de la digue à gros bouillons ascendants, et il était évident que l'ouverture s'agrandissait de plus en plus. Tout à coup, un pan entier céda et livra passage à une véritable cataracte, dont le courant, corrodant la roche, prit instantanément de grandes proportions et creusa une ouverture de 40 mètres de largeur.

La trombe d'eau se répandit dans le réservoir inférieur d'une capacité beaucoup moindre et qu'elle eut bientôt rempli. L'eau s'éleva dans ce dernier à 5"»40, d'autres disent à 6">50, au-dessus de la crête du second barrage, transformé ainsi en gigantesque déversoir. Malheureusement, ce barrage ne put supporter une pareille poussée et, une heure apr^ l'ouverture de la brèche du premier, il s'effondra à son tour. Une énorme masse d'eau s'échappa alors dans la plaine de Saint- Denis-du-Sig, y causant de grands ravages. La ville fut envahie, le pont du chemin de fer emporté et un certain nombre de maisons détruites. Heureusement, on avait eu le temps de prévenir les habitants, et l'on n'eut à déplorer la mort que d'ime dizaine de personnes.

La nature de l'accident survenu au barrage des Cheurfas montre combien est délicat le choix des emplacements des réservoirs et l'importance qu'il y a à connaître exactement la constitution géologique des terrains appelés à former les parois de ces immenses cuvettes. Quant à la rupture du barrage de Saint-Denis-du-Sig, elle n'a été que la conséquence de l'accident survenu au réservoir supérieur, et elle ne paraît due à aucun vice de construction. Il y a plutôt lieu d'être surpris qu'il ait pu résister aussi longtemps, car lorsque la lame déversante à laquelle il a été soumis a atteint 5°*40 de hauteur, la résultante des pressions passait à 0"96 en dehors de l'arête extérieure.

En appliquant les formules ordinaires de la résistance, on trouverait qu'au moment où les maçonneries ont cédé, la pression maximum sur le parement d'aval était de 14^» 25 par centimètre carré et la tension maximum sur le parement amont de 8'"^ 25. D'après M. Pel-

letreau (9» si mauvais qu'aient pu être les matériaux, ilg ne se sont, pffB écrasés sous la pression de i4^« 25 et, si excellents que fussent les mortiers, ils n*ont pas résisté à une lension de 8*'«25« Pour expliquer la rupture il faut, d*après cet Ingénieur, attribuer des coefficients inégaux à la résistance, à Textension et à la compression, et donner à ce dernier coefficient une valeur de 100 à âOO fois supérieure à celle du premier. Avec la première de ces valeurs, la rupture s'expliquerait par une pression maximum de ^1 kilogr. par centimètre carré et une tension maximum de l^^sOS, et avec la seconde, par une pression de 38 kilogr. et une tension de l^s50. Si Ton se rappelle ce que nous avons dit à propos de la résistance des maçonneries à la traction , on comprendra que les mortiers ont dû céder sur le parement d*amont et que, dès qu'une fissure a été produite, Touvrage a été rapidement emporté.

Rupture 4ii barrage 4e fiousey. — Cette catastrophe est trop récente pour que nous ayons à décrire les circonstances dans lesquelles elle s'est produite. Nous rappellerons seulement que, le 27 avril, vers 5 heures 1/4 du matin, un moment après le passage du gardien chaîné de vérifier deux fois par jour s'il ne se produisait rien d'anormal, la digue céda tout à coup sur 171 mètres de longueur (fig. 104 et 105) et sur presque toute sa hauteur. Après avoir emporté rétablissement de pisciculture qui se trouvait au pied de la digue et le hameau de Bouzey, la trombe d'eau qui s'échappa par cette gigantesque brèche se déversant dans la vallée de l'Avière, détruisit le pont du chemin de fer d'Épinal à Jussey, et coupa, sur une longueur de 500 mètres, le remblai d'Épinal à NeufcMteau. Les villages d'Uxegney, Domèvre, Oucourt, etc., situés sur l'Avière furent entièrement dévastés et un grand nombre de leurs maisons emportées. Après une course folle, de près de 20 kilomètres, le flot vint se jeter, à Nomexy, dans la Moselle où il provoqua une forte crue. Au moment où qous écrivons, l'enquête n'a pas encore établi le montant total des dommages causés par cette catastrophe qui a coûté la vie à une centaine de personnes.

L'accident survenu en 1884, et dont nous avons déjà parlé, avait déterminé la formation de quatre fissures verticales et, d'autre part, dès 1881, avant tout remplissage du réservoir, il s'était déjà produit deux autres fissures (fig. 105) dues aux eflets des changements de température. Étant donné le mode de résistance des barrages, ces fissures verticales ne paraissent pas avoir joué un grand rôle dans l'accident et les ingénieurs chargés de la surveillance du barrage ne s'en étaient pas préoccupés autrement qu'à cause des déperditions d'eau qu'elles occasionnaietit. C'est pour cela que la seule précaution prise avait été de boucher ces fissures avec des coins en bois. Toutefois il est impossible de méconnaître que ces fissures, surtout à cause de la forme rectiligne de la digue, étaient une cause d'affaiblissement

(i; K» Congrii de navi^atioti intéiieure, rapport de M. Pelletre^u,

fi O

de Touvragc : la preuve, c'est que la brèche s*est produite dans la partie où les fissures sont les plus nombreuses (fig. 105). Nous allons montrer que ce n'est pas là la vraie cause de la rupture de la digue, mais on doit cependant reconnaître que lors des travaux de consolidation exécutés en 1889, il eût été prudent de construire de solides contreforts à Taplomb de chaqu*) fissure.

Avant d'expliquer quelle a été, à notre avis, la cause déterminante de Taccident, il nous paraît intéressant de revenir sur la déformation subie par la digue en 1884 et de fixer les idées sur les forces qui ont produit son déplacement horizontal.

On se rappelle que, lors du premier remplissage, dès que les eaux eurent atteint la cote 368,80, soit 13 mètres au-dessus du terrain naturel, la partie centrale de la digue a subi un déplacement horizontal et s'est infléchie suivant une courbe régulière de 120 mètres de lon-

Lênmuêur /#/«/« Sfû^OO

A'»rtau itu tel ' JfA-

FiG. 105. — Élévation schématique du barrage de Bouzey.

gueur et de 0™ 30 de flèche. Le mur de garde avait été impuissant à arrêter les infiltrations, et les sous-pressions qui s'étaient produites, en diminuant le poids du mur, l'avaient placé dans des conditions telles qu'il lui était impossible de résister au glitsement sur sa fondation.

Nous avons vu, en efiet, que, en appelant P le poids du mur, F la poussée horizontale de l'eau et f le coelïicient de frottement sur la base de fondation, pour que le glissement n'eût pas lieu, il fallait que Ton eût, en négligeant l'adhérence due au mortier :

ou :

On admet, en général, que f =z 0,70 à 0,75. D'autre part, pour le profil indiqué sur la figure lOt), en supposant que le poids du mètre

cube de maçonnerie soit de 2200 kilogr., le poids du mur, non compris le mur de garde, est égal à 264 000 kilogr. par mètre courant de barrage et la poussée de l'eau, pour une hauteur de 19"» 70 au-dessus

de la base, est égale à — | — - = 194000 kilogr. L'inégalité ci-dessus

était donc, dans le projet, à peu près satisfaite, puisque l'on a 194000 264000 — "''^^

et, par suite, la stabilité du mur sur sa base semblait assurée, même

sans que Ton eût à faire intervenir l'adhérence due au mortier.

Malheureusement la perméabilité du sol a complètement détruit cet

état de choses, le mur a glissé sur sa fondation dès que l'eau s'est

élevée dans le réservoir à la cote 368,80, c'est-à-dire à 17" 40 au-dessus

de celte fondation. La poussée de l'eau n'était, cependant, alors égale

*i7 40^ qu'à — ^ — = 151 800 kilogr. par mètre courant, mais le mur avait,

par suite des infiltrations, une tendance à être soulevé par des souspressions atteignant 47 400 kilogr. par mètre carré et s'exerçant sur toute sa base, c'est-à-dire par une force égale à

17400 X 11,35 = 197490 kilogr. C) de sorte que son poids était réduit à

261000 — 197490 = 66510 kilogr.

L'inégalité ci-dessus était donc loin d'être remplie, puisque l'on avait alors

Si l'on admet que le coeflScient de frottement du mur sur sa base était de 0,75, la fraction de la poussée horizontale détruite par le poids du mur était égale à

66510 X 0,75 = 49882kg 5, et il restait une fraction de cette poussée égale à

151800 - 49882,5= 101 917kg 5,

qui ne pouvait être détruite que par l'adhérence des mortiers sur la fondation et dont la valeur était de

.«^ ' = 0kg 89 par centimètre carré.

Si l'on remarque que les infiltrations avaient forcément pour effet de diminuer cette adhérence, on ne sera pas surpris que le glissement

(1.. En tenant compte de la pression exercée sur la base du mur de garde, où la pression atteint 2^m par centimètre carré au lieu de iJ'sqt, la sous-pression totale serait un peu supérieure au chifl're ci-dessus, mais, d'autre part, il y 'a lieu de supposer que les ûltrations ne pénétraient pas sar tous les points de la base.

ait eu lieu, et peut-^tre même se serait-il produit plus tôt si les souspressioDs s'étaient, comme noas l'avons admis, exercées uniformément sur tous les points de la base.

Les travaux exécutés en i888-i889 ont eu pour but de s'opposer à ce glissement et, à cet égard, ils ont pleinement réussi, etle barrage serait encore debout s'il n'avait pas présenté d'autres défauts que celui

que nous venons 4C0 . d'indiquer. Malheu-

reusement le profil de ce mur avait été déterminé en ne tenant compte que des pressions exercées sur le parement d'aval, et l'on ne s'était nullement jttéoccupé d'éviter que les maçonneries du parement d'amont fussent soumises à des efforts de traction.

Or, si l'on fait l'épure de la répartition des pressions dans le massif, on voit que la courbe des pressions sort notablementdu tiers médian et que toute la zone hachurée sur la figure 107 échappe à la compression. Les pressions supportées par le parement d'aval, que nous avons calculées d'après la méthode de M. Bouvier, n'ont rien d'anormal, mais on conçoit que les parties dans lesquelles se développent des efforts d'extension ont pu donner naissance à des fissures.

Après les travaux de consolidation, la répartition des pressions a été notablement modifiée dans la partie inférieure de l'ouvrage, et Ton voit (fig. 107) que, dans cette partie, la courbe des pressions a été ramenée dans le tiers médian. Mcdheureusement il n'y a rien eu de changé

FiG. 106. — Répartition des pressions dans le barrage primitif de Boozey.

dans la partie supérieure et il est resté une zone dangereuse, comprise iemèin, soumise à des tractions. Si Ton regarde comme applicables les formules générales de la résistance, on trouve que la traction maximum avait lieu aux environs de la cote 360,50 et atteignait i^ 43,

FiG. 107. <-* Répartition des pressions dans le barrage de Boazey après sa consolidation.

et nous avons vu qu'il n'était pas besoin que les tractions atteignissent cette valeur pour devenir dangereuses. On sait d'ailleurs que c'est précisément aux environs de cette cote 360,50 que s'est produite la cassure. De plus, on a constaté après l'accident, dans la partie restée

debout, une fissure horizontale qui semble, dit-on, ne pas être antérieure à Taccident, mais en être une simple conséquence. Nous pensons, au contraire, que c'est cette fissure, prolongée dans la partie détruite, qui a été cause de la rupture et que cette rupture s'est produite d*uoe façon tout à fait analogue â celle du barrage de THabra. Sous Tinfluence des tractions auxquelles elles étaient soumises, les maçonneries du parement d'amont ont dû s'ouvrir suivant la ligne la plus fatiguée, c'est-à-dire en o, et, ainsi que nous l'avons fait remarquer, dès qu'une fissure horizontale a pu être formée, elle est allée en s'approfondissant rapidement. La courbe des pressions s'est rapprochée progressivement du parement d'aval, les pressions exercées sur ce parement ont atteint, au bout de peu de temps, la limite produisant l'écrasement des matériaux, et c'est à ce moment qu'a eu lieu, brusquement, la ruine de l'ouvrage et la chute de la partie du barrage située au-dessus de la fissure.

Les fissures verticales qui régnaient en certains points du barrage et qui, ainsi que cela a été expliqué, avaient été déterminées soit par les changements de température, soit par l'accident survenu en 1884, ont d'ailleurs facilité la destruction de l'ouvrage. On conçoit, en elîet, que, dès que la fissure horizontale dont nous venons de parler a réuni deux de ces fissures, rien ne s'est opposé au renversement du tix)nçon de mur compris entre elles, puisqu'il n'avait plus aucune liaison avec les parties adjacentes. Si le barrage, au lieu d'être rectiligne, avait été établi en courbe, l'accident eût probablement été retardé, car la pression de l'eau, avant de renverser le tronçon dont nous venons de parler, l'aurait appliqué à la façon d'un immense voussoir contre les parties voisines, et l'on aurait peut-être eu le temps de s'apercevoir du danger que présentait l'ouvrage et de prévenir la catastrophe, ou tout au moins de réduire son importance.

On s'est demandé si les grands froids de l'hiver dernier n'avaient pas eu une influence désagrégatrice sur les maçonneries. Nous pensons qu'il &ut écarter cette supposition, puisque l'on n'a pas trouvé de traces de cette action et que les maçonneries ont été reconnues en bon état. Nous ferons toutefois remarquer combien une altération des matériaux, même sur une très faible épaisseur à partir du parement d'aval, aurait eu de graves conséquences. Si l'on suppose en effet que, sur une épaisseur de 20 centimètres, la maçonnerie a été altérée au point que sa résistance soit devenue négligeable, la résultante des pressions sur le joint situé à la cote 360,50 (fig. 107) ne coupera plus ce joint qu'à i°^ 10 de l'arête solide, l'épaisseur du mur soumise à la compression, au lieu d'être égale à : 1,30 + 2,60 = 3" 90, ne sera plus que de 1,10 + 2,20 = 3»n30, et la portion du joint soumise à des tractions s'élèvera de 1,61 à 2,01. La traction en o sera donc notablement augmentée et l'ouverture des maçonneries en ce point facilitée.

L'épure représentée par la figure 107 montre clairement que le danger de rupture à la cote 360,50, s'il n'a pas été aggravé par les travaux exécutés en 1888-1889, n'a nullement été diminué par cette consoli-

dation de la base. Pour faire disparaître ce danger il eût fallu renforcer le profil suivant la ligne pointillée abc, de façon à faire rentrer la courbe des pressions dans le tiers moyen du mur, sur toute sa hauteur, et éviter les tractions sur le parement d'amont. Si Ton remarque que le cube à exécuter pour obtenir cette garantie aurait été insignifiant par rapport à celui exécuté lors des réparations et qui est figuré par le contour defghkd, on ne peut manquer d'être surpris qu'on ait cru devoir éviter alors ce très léger surcroît de dépense.

Il paraîtrait que, dès 1889, M. Denys, Ingénieur en chef du département, « demandait avec insistance que de nouveaux travaux de consolidation de la digue fussent exécutés; il voulait la fortifier encore du côté de l'aval contre la pression de Teau. Il pr^enta, dans ce but, au Conseil général des Ponts et Chaussées, un plan que celuici rejeta, le considérant comme inutile (*) ». Nous ignorons quels étaient les travaux supplémentaires demandés par M. Denys, mais, si nous nous reportons au mémoire présenté au V® Congrès de navigation intérieure par cet Ingénieur, nous voyons qu'il ne paraît pas s'être préoccupé des efforts d'extension développés sur le parement d'amont et que son attention s'était surtout portée sur la nécessité d'empêcher le glissement du mur sur sa base de fondation. D'après ce mémoire, les filtrations, qui atteignaient en 1884 un débit de 30000 mètres cubes par 24 heures, avaient été réduites, par les travaux exécutés en 1888-1889, à 8O0O mètres cubes par 24 heures; mais nous ignorons si, depuis la date à laquelle a été rédigé le travail de M. Denys (!«' février 1892), jusqu'au moment où s'est produit l'accident (27 avril 1895), ces filtrations n'avaient pas augmenté. Dans l'espèce, cette question ne nous paraît pas avoir une très grande importance, puisqu'il a été reconnu que les fondations n'avaient pas bougé et que le mur n'avait pas subi de nouveau déplacement horizontal.

Les chiffres inscrits sur le parement d'aval du profil renforcé (fig. 107), indiquant les pressions subies par les maçonneries lorsque le réservoir est plein, ont été obtenus en négligeant l'effet dû aux souspressions. Si l'on tient compte de ces forces ascensionnelles, la répartition des pressions dans la partie inférieure se trouve notablement modifiée, et il en résulte que, dans la réalité, les pressions subies dans cette partie étaient très supérieures aux chiffres inscrits sur la figure et atteignaient probablement de 10 à 12 kilogr. par centimèti'e carré, et peut-être même davantage. Il n'y avait cependant pas là d'inconvénient sérieux, car les nouvelles maçonneries, assisées perpendiculairement au parement d'aval, étaient parfaitement capables de supporter cette charge, et elles n'ont d'ailleurs présenté aucune trace d'altération.

La partie faible de l'ouvrage devait donc bien être celle que nous avons indiquée, c'est-à-dire celle dans laquelle se manifestaient lesplus

(A) Le Temps, du 2 mai 189S.

grands eftorts d'extension. Si Ton remarque que la rupture du barrage de THabra avait dû appeler l'attention du Conseil général des Ponts et chaussées sur les dangers que présentent les profils dans lesquels toutes les parties ne sont pas soumises à la compression, on sera surpris que, lorsque cette assemblée a eu à s'occuper du premier accident survenu au barrage de Bouzey, elle n'ait pas songé à modifier ce barrage de façon à supprimer cette source de danger.

Conclusions relatives aux ruptures des barrages en maçonnerie. — Les accidents que nous venons de passer en revue peuvent se ranger dans deux catégories bien distinctes : ceux dus à un vice de fondation ou à un mauvais emplacement, comme à Puentès et aux Cheurfas, et ceux dus à une insuffisance de l'épaisseur donnée au mur, comme à l'Habra et à Bouzey.

Nous ne reviendrons pas sur les accidents de la première catégorie, qui, pour être évités, demandent une connaissance très approfondie, non seulement des. terrains appelés à supporter le barrage, mais encore de tout le fond du réservoir à créer. C'est là une question entièrement du domaine de la pratique et dans laquelle l'Ingénieur aura à faire preuve de prudence et de décision.

Quant à la rupture des barrages par insuffisance du profil adopté, elle comporte un grave enseignement, car elle montre, une fois de plus, que a si les mathématiques sont un bon serviteur, elles sont quelquefois mauvais maître ».

Nous avons vu, en effet, que les barrages de THabra et de Bouzey avaient été établis suivant des profils déterminés par de longs et laborieux calculs, qui semblaient fournir toutes les garanties désirables à leurs constructeurs. Malheureusement, ces calculs n'avaient pas pour point de départ des hypothèses d'une exactitude irréprochable, et l'expérience n'a pas tardé à démontrer l'imperfection de la théorie.

Après une longue période de tâtonnements, pendant laquelle des ouvrages des types les plus divers ont été construits, on a enfin trouvé une forme rationnelle pour les murs de réservoirs, et le type inauguré au barrage du Gouffre-d'Enfer a amené une véritable révolution dans la construction de ces ouvrages. Toutefois la méthode de calcul employée pour la détermination de ce type est loin d'être parfaite, et on a reconnu depuis la nécessité de la compléter par des considérations techniques et pratiques qui avaient échappé aux constructeurs de ce barrage. M. Bouvier a montré que, au lieu de ne tenir compte, ainsi que le faisait M. Delocre, que de la composante verticale des pressions, il fallait introd lire dans les calculs la résultante des pressions ellemême, en grandeur et en direction. De plus, on s'est aperçu assez récemment, surtout depuis la rupture du barrage de l'Habra, qu'il fallait se préoccuper au premier point d'éviter que les maçonneries, et plus particulièrement celles en contact avec l'eau, fussent soumises à des efforts d'extension.

Malgré l'imperfection de la méthode d'après laquelle ont été.édifiés

les barrages du Gouflfre-d'Enfer, du Ternay et de la Rive, ces ouvrages sont néanmoins en parfait état de conservation, tandis que d'autres, beaucoup plus récents et construits d'après la même méthode, ont été détruits. Cela tient à ce que dans les premiers barrages, les Ingénieurs ont eu la prudence de corriger les indications fournies par le calcul par des considérations pratiques qui ont eu un effet très salutaire et, en outre, à ce que ces ouvrages sont placés dans des conditions particulièrement favorables. Non seulement les matériaux qui les composent ont été choisis avec un soin scrupuleux et mis en œuvre avec les plus grandes précautions, mais encore ces ouvrages, situés dans des gorges étroites à parois parfaitement solides, sont établis en forme de voûte, ce qui leur donne un surcroît de résistance largement sufsant pour parer aux imperfections de la théorie d'après laquelle leur profil a été déterminé.

Dans les barrages de l'Habra et de Bouzey, les Ingénieurs ont, au contraire, accordé plus de confiance aux calculs, quoique ces ouvrages fussent placés dans des conditions bien moins favorables pour la résistance, puisqu'ils avaient une longueur beaucoup plus considérable, et étaient, en outre, établis en ligne droite. Pour réaliser la plus grande économie possible, on a adopté le profil minimum indiqué par la théorie et, comme aucun surcroît de garantie n'avait été ménagé pour parer aux imperfections des calculs, dès que cette théorie s'est trouvée en défaut, les ouvrages se sont trouvés hors d'état de résister aux forces destructives auxquelles ils étaient soumis.

En présence des terribles catastrophes que peuvent occasionner les barrages, d'une part, et d'autre part, de l'éventualité que laissent subsister les calculs, il faut, dit M. Guillemain, tenir compte des hypothèses même les plus défavorables et, quand on a de l'eau pour adversaire, on doit se prémunir contre tous les dangers, même ceux qui paraissent les plus improbables. Moins que partout ailleurs, l'Ingénieur n'est admis ici à faire preuve de hardiesse et, quelle que puisse être l'utilité des réservoirs, il est préférable d'y renoncer plutôt de les construire avec une économie incompatible avec une entière sécurité.

Paris, le 14 août 1895.

Au moment de mettre cette brochure sous presse, nous prenons connaissance du rapport fait par la Commission d'enquête chargée par le ministre des Travaux publics d'établir les causes de la rupture du barrage de Bouzey. Nous croyons intéressant de donner ci-après les conclusions de ce rapport, car elles confirment absolument ce que nous avons dit, tant au sujet des précautions à prendre dans la construction des murs-barrages que des causes de la catastrophe du 27 avril 189S.

La Commission conclut à l'unanimité que :

!• Les maçonneries do la digue de Bouzey étaient exposées à des efforts de traction qui ont dépassé leur force de résistance, à cause du défaut d'adhérence des maçonneries exécutées en 1880 avec celles qui avaient été faites pendant la campagne précédente.

Il s'est produit, par suite de ce défaut d'adhérence, sous l'action d'un effort de traction de 0^8 565 en moyenne et de l''-' 13 au maximum, une longue fissure horizontale au point de reprise des maçonneries et ce sont les sous- pressions déterminées par la fissure oblique du point 243, qui provenait du déplacement de 1884, et par cette longue fissure horizontale, qui ont amené la ruine de l'ouvrage.

2* La catastrophe de Bouzey montre qu'il est nécessaire de disposer les murs de réservoir de telle façon que les maçonneries ne soient exposées à aucun effort de traction.

3*> Dans le cas où un accident analogue à celui que la digue de Bouzey a éprouvé en 1884 viendrait à se produire dans d'autres ouvrages, on ne devra pas hésiter d refaire entièrement les portions de maçonneries dans lesquelles on pourrait soupçonner la présence de fissures susceptibles de déterminer des sous-pressions.

4" Il y a lieu de faire procéder à la vérification des conditions de stabilité des barrages en maçonnerie existants, et de réduire provisoirement, le cas échéfint, le niveau des retenues qu'ils commandent, de façon à y supprimer tout travail à la traction.

Paris, le 29 juillet 18P5.

Les membres de la Commission :

Fargue, Eyriaud-Desvergnes, Mallez, Gdinard, Brosselin, Inspecteurs généraux des Pants et Chaussées.

Les précédentes conclusions ont d'ailleurs été adoptées par le Conseil général des Ponts et Chaussées, dans sa séance du 31 juillet 1895.

Paris, le 18 novembre 1895.