B ET MOYENNE DU TORRENT DU BOURGET

intes)

î que celle des Longueurs.)

Fig. M. - PROFIL EN LONG DES SECTIONS INFÉRIEURE ET MOYENNE DU TORRENT DU BOURGET

LV'chelle des Hauteurs est 3 fois plus grande r|iie celle des Longueu

des profils en travers, sur liuiiiollo on indiiiiie le sommet des berges et la largeur du lit, les numéros des profds et des sommets d'angle.

Ce plan fait, l'opérateur y trace ensuite les chemins, les carrières, les différentes natures de sol, les emplacements paraissant propices à la construction de barrages, enfin toutes les données nécessaires pour obtenir la topographie du torrent et guider l'agent chargé de la confection des projets.

Les figures 13 et 14 donnent l'exemple du plan et du profil en long d'un torrent.

Ces dessins une fois terminés, on recherchera quelle est la pente maxima qu'on doit attribuer aux atterrissements futurs. On prendra pour base les pentes que présentent, sur le cône du torrent dans la vallée, les déjections formées par des matériaux analogues à ceux qui sont encore charriés. On pourra aussi lever les pentes des atterrissements qu'on rencontre parfois dans certains paliers du lit. A défaut de ces bases, on supputera la pente d'après la nature et la grosseur des matériaux charriés.

Cette pente une fois admise pour une section donnée du torrent, un calcul très simple déterminera la hauteur totale à racheter au-dessus du lit par les hauteurs cumulées des barrages à établir.

Supposons en effet, pour fixer les idées, que la section de torrent à traiter AB ait 700 mètres de longueur et que la nature de ses berges, comme celle de son lit, nécessite partout la construction de barrages.

Admettons que le profil en long indique entre le point A et le point B une différence de niveau de 115 mètres, et enfin que les matériaux étant de môme nature sur toute la section AB, on a fixé à 10 pour 100 la pente de chaque atterrissement.

Il en résultera que la différence de niveau gagnée par les atterrissements cumulés sera de 700 mètres X 0,10 = 70 mètres, hauteur qui, retranchée de la différence totale de niveau convenue plus haut à 115 mètres, donnera 45 mètres pour

la hauteur minima au-dossns du lil, à racheter par des barrages.

Gela posé, il reste à rechercher quel s<>ra le nombre de ces barrages, quelle hauteur il conviendra de donner à, chacun d'eux et quelle sera la section de leur couronnement.

Les dimensions de la section à donner au couronnement seraient faciles à déterminer si les torrents fonctionnaient comme des rivières; elles ne dépendraient que de l'étendue du bassin de réception, de son degré de perméabilité et de la pente adoptée pour l'atterrissement; on les obtiendrait au moyen des tables dressées par les ingénieurs pour les débouchés des ponts sur les rivières.

Mais, dans le cas i)résent, une section ainsi déterminée serait beaucoup trop faible, et bonne tout au plus pour le régime futur du torrent une fois éteint. Il conviendra donc de l'agrandir considérablement, en vue surtout des laves qui peuvent descendre pendant les premières années avant que le système complet do barrages ait pu donner tout son eff(^t, surtout dans h^s cas où l'urgence commande de cijuimencer les travaux par en bas.

En l'absence de données précises, le mieux est alors de rechercher dans le lit môme du torrent certains points sur lesquels des observations récentes, ou des traces d'anciennes crues, ou enfin les renseignements fournis par les riverains, ])(Mivi'iil iiidiipier les hauteurs atteintes par des crues exceptionnelles. 11 ne reste plus cpi'à pnMidre le })ro[il en travers, à en calcuhn- la surface et à le pr(»])orli(»nner à la pente admise pour les alterrissements : on ohlicnt ainsi une valiMir suHisante de la dimension (lu'on peut adopter pour la section du débouché au couronnement des barrages.

(Juant à la hauteur à donner aux barrages, nous sommes d'avis, avant tout, qu'il convient do partir d'un maximum au delà duquel il pourrait y avoir do grands dangers d'affouillement et que l'on ne dépasserait f|ue dans des cas tout à fait spéciaux et exceptionnels. Ce maximum, nous le lixons à

5 mètres au-dessus du lit : c'est la hauteur la plus grande adoptée généralement.

Cette base une fois admise, on indiquera provisoirement sur le plan, d'après les profils en travers et les données de la reconnaissance générale, les emplacements (pii, au premier abord, ont paru préférables. On rapportera ces points sur le profil en long, et l'on tracera à partir de chacun d'eux des pentes à 10 pour 100 jusqu'à la rencontre des ordonnées des points inférieurs; si certaines de ces ordonnées dépassent 5 mètres, on procédera à d'autres recherches jusqu'à l'obtention d'une solution satisfaisante.

On rapportera les différentes ordonnées, déterminées par le profil en long de chaque atterrissement, sur les profils en travers correspondants. On y tracera la section qu'y formera l'atterrissement et l'on examinera si elle correspond à celle qu'on s'est donnée pour les barrages, ou bien si la nature de» berges permettra d'élargir le profil par un talutage convenable.

Si ces conditions ne sont pas remplies, et si dès lors sur certains points il y a nécessité de relever l'atterrissement pour élargir la section, on calculera sur ces profils la hauteur dont il faudrait relever le barrage (c'est pour ce cas exceptionnel que nous avons indiqué ci-dessus la hauteur de 45 mètres comme un minimum).

Le profil en long du torrent étant nécessairement irrégulier, on pourra donc avoir obtenu, après ces études, le choix de l'emplacement de onze barrages, par exemple, dont quatre auraient 0 mètres de hauteur, soit "20 mètres au total; quatre, 4 mètres de hauteur, soit 16 mètres; deux, 3 mètres de hauteur, soit 6 mètres; un, 4", 20 de hauteur, soit 4™, 20; soit un total de 46", 20 au lieu de 45 trouvés ci-dessus, le tout en adoptant l'hypothèse que le dernier a dû être exhaussé de 1™,20, afin d'obtenir un relèvement plus marqué du lit et une section plus large à l'extrémité de son atterrissement. Cet exemple suffit à démontrer l'utilité des levés préalables

SOUS forme de plans et profils, (jui permettent ainsi, d'une part, une économie très sérieuse dans les constructions primordiales dont le nombre et les dimensions peuvent ainsi être déterminés à l'avance très exactement, et d'autre part, une coordination absolue et complète dans l'ensemble des travaux entrepris dans un torrent donné [de Gnyfficr, PLI 7, 20.)

Description des Barrages en Maçonnerie. — Les barrages en mac^'onnerie peuvent se classer, (^uant à leur forme générale, en deux grandes catégories : les barrages en voîde hoinzontale, les barrages en murs reclillgnes.

Dans cbacune de ces deux catégories on peut construire un

Fiff. 13

1" type. — Modèle n'I.

(rfe Gayffier, PI. 17, 18.)

Fi-. 16.

Fif?. 17.

nombre de types se distinguant entre eux par des différences introduites soit dans le plan, soit dans l'élévation, soit dans la coupe.

Le prcinior type des grands barrages construits dans les Alpes fran(;aises présente la forme suivante :

Le parement amont est rectiligne et perpendiculairo à l'axe du torrent.

Le parrmenl aval e.sl en voûte liorizonlali^ à courbure peu cintrée ; il est construit avec un fruit qui varie de 20 à 30 p. 100, et présente une surface conique ayant pour directrice une ligne inclinée suivant le fruit adoptent pour axe la verticale passant par le centre de la courbo.

Le couronnement est formé par une courbe régulière ayant

une llèche et une corde déterminées par la section à donner au débouché.

Ce type, qui a été généralement adopté, surtout pour les barrages en maçonnerie de pierre sèche (f/e Gayf'fier, PI. 26), présente quelques variétés, tantôt par la forme du couronnement et par des ailes qui sont ajoutr-es, tantôt par l'absence du fruit extérieur du parement d'aval, fruit qui est reporté à l'intérieur, c'est-à-dire au parement d'amont.

Les modifications apportées au couronnement consistent en ce qu'au lieu d'une sec-

tion en forme de segment, on lui donne une section polygonale en l'aplatissant presque entièrement et en le bor- ..j^ ^^ j^^^^.j^ ^„ ^ dant à chacune de ses (''<" Oatjffier, pi. 22.) extrémités par des ailes en maçonnerie, destinées à forcer les eaux à passer par la section ainsi déterminée.

Certains constructeurs, dans le but de détruire plus complètement la vitesse de l'eau, d'éviter sur le parement d'aval le frottement des matériaux entraînés et d'épargner à sa base

le choc des blocs

qui peuvent franchir le barrage, reportent le fruit à l'intérieur, c'est-àdire au parement amont, et établissent le parement d'aval bien vertical.

Le deuxième type forme une voûte horizontale à courbure plus prononcée ; son parement d'amont présente une surface cylindrique verticale dont on s'est donné le rayon. Le parement d'aval forme une- surface conique ayant pour directrice une ligne inclinée suivant le

iSffl

Fi-. 19- Modèle n" 3.

2" type. — Modèle n" 4.

(de Gaijffier, PI. 17.)

fruit extérieur adopté et pour axe la verticale passant par le centre de la courbe du parement d'amont.

Ce type peut être modifié par le report du fruit du parement d'aval au parement amont. (Modèle n° 5.)

Quant à la forme du couronnement, elle demeure semblable dans ces deux modèles et consiste en une courbe régulière dont la corde est liorizontale.

On construit aussi des barrages présentant une voûte hori- ^^ !,^^S zontale cylindrique à l'amont et co-

nique à l'aval, qui, au lieu de se I)rolonger jusque dans les berges et d'avoir ainsi des longueurs irrégulières, s'appuie sur des murs rectilignes construits suivant la tangente à la courbe à chacune des extrémités d'un arc donné. Le couronnement présente, de son côté, une ligure ayant la forme d'une courbe i)rolongée de chaque côté i)ar des droites suivant la tangente à chacune de ses extrémités.

l'arfois on supprime les courbes aux deux parements. Le parement d'amont forme un plan vertical perpendiculaire à l'axe du torrent.

Le parement d'aval est incliné suivant le fruit adopté.

Le couronnement présente

Fig-. 21.

.3' t\pe. — Jlodèle n» 6.

une courbe régulière à corde horizontale.

CjO type peut se modifier par le changement du IVnit ([u'on attribuerait au pan-mcut d'anionl pour faire vertical le pare- , . '\":, , , meut d'aval. (Modèle n" 8.)

4* type. — Modèle n° 7. \ '

{de hayffier, l'i. .'o, 21.) l'armi CCS différents types il

y a un choix à faire, soit d'après les circonstances locales où lon'fpf.nt se trouver, soit même d'après les avantages d'un type sur un autre considéré intrinsèquement.

Mais avant de poser les bases de la préférence à accorder, il convient d'examiner les différents genres de maçonnerie qu'on peut employer dans la construction des barrages.

La maçonnerie peut être faite de plusieurs façons : soit en pierre sècbe, soit avec mortier de chaux hydraulique, soit enfin en associant judicieusement les doux modes.

.La maçonnerie en pierre sèche {de Gayffie}',V\.'2i, 26 et 32), la plus usitée pour les travaux exécutés dans certaines contrées, se présente naturellement la première au choix du constructeur dans les torrents dont le lit renferme une exubérance de matériaux placés pour ainsi dire à pied d"œuvre. On se trouve tenté par l'apparence du bon marché que présente l'exécution de cotte maçonnerie; mais souvent dans la suite on est exposé à perdre bien des illusions à cet égard, à cause des dégâts que subissent les ouvrages et les façons qu'on se voit obligé de donner aux joints dans les parements vus, d'où résulte une augmentation de dépense très sérieuse.

Nous sommes d'avis que la maçonnerie à pierre sèche ne doit être employée que dans les cas oîi, par raison d'économie bien établie, tout autre mode devient impraticable.

D'un autre côté, la maçonnerie exécutée entièrement avec mortier, tout en offrant de grands avantages au point de vue de la durée et de la puissance, entraîne généralement des dépenses très élevées, et ne nous parait utile que dans certains cas spéciaux, {de Gayffi€r,'P\. 17.)

Aussi donnons-nous la préférence, partout où cela est praticable, à un genre de maçonnerie qu'on peut qualifier de mixte, que nous avons appliquée avec succès depuis nombre d'années dans nos travaux et qui consiste dans les dispositions ci-après : {de Gaijffier, PI. 15, 16, 22.)

Le corps du barrage est construit en pierre sèche, mais le parement aval est en maçonnerie ordinaire de mortier sur une épaisseur de 80 centimètres; le couronnement reçoit un revêtement analogue, et, de plus, son arête vers l'aval est en pierre de taille avec joints en mortier. Eiifin un aqueduc ou

porluis, suffisant i)our les eaux ordinaires, traverse l'ouvrage à sa ])arlie inférieure ; il est également bâti en maçonnerie sur 80 centimètres d'épaisseur tout autour (fig. 23, 24, 25 et 26).

Fiir. 23. — Barrage en Maçonnerie mixte. — Élévation dégagée des terres.

Coupe donnant l'épaisseur du barrage sur chaque redan du côté droit.

Coupe donnant l'épaisseur du barrage sur chaque redan du côté gauche.

Par ce moyen, toute la i)artie du barrage exposée aux dangers (pie peut présenter l'écoulement des eaux et des laves

Kig. 24. — Plan dégagé des Terres.

Ibrme une seule masse bien homogène, parfaitement liée, et présentant des garanties de stabilité et de durée bien plus considérables qu'une maçonnerie en pierre sècbe, où le

drpart (111110 seule pierre peut, à un monient donné, compromettre la solidité de l'ensemble. Cette maçonnerie de mortier réalise même une économie dans la dépense, car elle sui)prime l'obligation de parer sur quatre faces au moins les pitn-ros du couronnement et du parement aval, obligation indispensable si l'on veut obtenir des joints convenables dans le cas de la pierre sècbe, mais certainement très coûteuse.

En effet, le prix du simple ébaucbage des quatre faces, plus la tète de chacune des pierres qui doivent former le parement d'aval et le couronnement , est toujours élevé, vu la grandeur de la surface de l'ensemble de ces parements. Il est certainement toujours plus fort que le prix de la maçonnerie dans le cas où les matériaux sont des calcaires durs, et ne lui devient sensiblement inférieur que dans le cas où l'on emploie des grès dont le clivage facile économise considérablement le travail préparatoire des joints.

Fig. 25. — Coupe eu travers sur Taxe.

Fig. 26. — Plan des Longueurs développées.

Enfin la maçonnerie dispense des crampons en fer destinés à relier les pierres du couronnement et auxquels on est souvent obligé d'avoir recours avec la pierre sèche.

Mais l'avantage le plus marqué de ce mode de construction réside dans la possibilité d'établir un aqueduc et de maintenir son fonctionnement au besoin pendant plusieurs années, avantage des plus précieux surtout dans les terres noires, ainsi que nous allons le démontrer.

Il est admis sans contosto que les attorrissements doivent, aufant qno possible, ôlre faits en matériaux de toute sorte, mais (ju'on doit en écarter les boties, (jui ne présontont aucune consistance et seraient un obstacle à la formation ultérieure du vaste conglomérat que doit produire, avec le temps, la masse des matériaux accunmlés et retenus.

Ola posé, comparons l'etrct produit par un barrage; en pierre sècbe et par un barrage en maçonnerie mixte, et prenons pour excmi)le le cas d'un torrent traversant des terres noires et cbarriant ainsi des matériaux mêlés à des boues :

Le barrage en pierre sècbe n'ayant pas d'aqueduc, mais présentaid, entre les joints des pierres, une série de vides, laissera d'abord filtrer toutes les eaux arrêtées momentanément à son amont. Il est très vrai (ju'il fonctionne au début comme un vaste crible à mailles très serrées et ne laissant passer avec l'eau que les petites molécules de terre; mais, s'il survient une forte lave de boue, les joints seront colmatés rapidement et il arrivera infailliblement (|ue, si après la crue l'atlerrissement n'est pas complet, il se formera à l'amont un petit lac dont les eaux ne trouveront plus d'écoulement que par le couronnement, e( (pie les boues auront produit dès la première crue, sur les joints des pierres sècbes, un effet analogue à celui que donne le mortier. Force sera bien alors de conserver les boues nouvelles qui pourront survenir à l'amont jusqu'à ce que l'atterrissement, ens'exhaussant, permette aux matériaux ultérieurs do passer sur le barrage.

Prenons, au contraire, le cas d'un ouvrage en maçonnerie mixte avec un aeiuediic de bonnes diniensions; nous établissons à l'entrée de Itupieduc, à l'amoiil du barrag<\ un grillage vertical en forts pieux de niiMèze de 10 centimètres de diamètre au moins, espacés d'aulant entre eux et s'appuyant sur le mur mèrne. Ce grillage retiendra les gros matériaux, et laissera liltrcr non seulement les eaux, mais toutes les boues possibles; et si, par liasard, les larges vides du grillage viennent à être boiicbés jjar un cobnalage niomeidané, rien ne sera i)lus

facile (iu<^ de les ouvrir, soit au moyen d'une barre à mine, soit en soulevant un des pieux, et dès lors on ne redoutera jamais, pour peu (pion preime de soin, le moindre amas de boue, pas plus que le plus petit réservoir d'eau, à l'amont du barrage, et l'on aura ainsi obtenu ce criblage des matériaux dont l'utilité est incontestable.

On voit donc que, loin de nuire à la production d'un bon atterrissement, les barrages en maçonnerie présentent à cet égard les plus grands avantages. Aussi sommes-nous d'avis qu'à ce seul point de vue déjà, il est préférable d'employer ce mode de construction partout où il est possible, et qu'il convient de confiner les barrages en pierre sèche dans les seuls endroits où les transports de la chaux et du sable seraient par trop onéreux.

Ce n'est pas là le seul avantage de la maçonnerie de mortier. Son emploi permet en effet de diminuer sensiblement l'épaisseur des ouvrages sans nuire à leur solidité, et partant réalise une économie importante.

On admet généralement, en effet, que, pour les barrages en pierre sèche, on doit donner au milieu du couronnement une épaisseur égale à la moitié de la hauteur de l'ouvrage audessus du lit et qu'il convient de donner au parement aval un fruit de 25 p. 0/0, soit le quart.

Dans nos barrages mixtes, au contraire, nous donnons une épaisseur moyenne égale à la moitié de la hauteur et un fruit de 20 p. 0/0, soit un cinquième, ce qui diminue considérablement le cube de la maçonnerie, ainsi que l'exemple suivant le démontre :

Supposons, pour fixer les idées, une hauteur de 4 mètres au-dessus du lit. Dans le cas de la pierre sèche, nous aurons au milieu du couronnement une épaisseur de 2 mètres, qui, avec le fruit de 25 p. 0/0, donnera une épaisseur de 3 mètres à la base, de sorte que la coupe formera un trapèze ayant une surface de 5 x 2 = 10 mètres carrés.

Dans le cas de la maçonnerie mixte, nous avons une épais-

spur moyenne de 2 mètres, soit l^jôO au couronnement et i>'",iO à la base. D'où la surface de la coupe sera de 4 X 2 = 8 mètres. Le cube, pour une longueur égale, sera donc diminué d'un cinquième.

Un second avantage, le plus sérieux, consiste en ce que si, par une grande lave, le barrage vient à être attaqué, il ne disparaîtra pas connno s'il était l'ail en pierre sèche et ne subira qu'une brèche à son couronnement qu'on pourra réparer rapidement et à peu de frais. Le couronnement est, en effet, la partie la plus sensible des barrages; c'est par là qu'ils sont surtout attaqués par les laves; aussi convient-il de le construire aussi uni que possible, sans la moindre aspérité qui puisse donner prise aux arêtes des blocs en mouvement '.

Un troisième avantage se manifeste pendant le cours de la construction même; s'il arrive une crue, il n'y a guère que la maçonnerie fraîche de un à deux jours qui est emportée, le reste résiste , ce qui n'a pas lieu dans la maçonnerie en pierre sèche, d'où résulte encore une économie importante ^

l"]nfin la maçonnerie mixte, nécessitant un cube de matériaux inférieur à la maçonnerie en pierre sèche et permettant l'emploi de plus petits matériaux, rend plus facile l'exécution des barrages dans les torrents où la pierre de bonne qualité ne se trouve pas en grande abondance.

Il peut se présenter certains cas spéciaux où la maçonnerie mixte esl insuffisante et où il devient indispensable de construire l'ouvrage tout entier en maçonnerie de mortier. Supposons, en effet, une partie de torrent à lit affouillable dont les berges instables manifestent des tendances au glissement dans le sens du profd en travers; admettons, en outre, qu le profil en long de cette partie du torrent ne permette pas de donner à un barrage, établi ù l'aval sur des terrains solides, une jiauteur assez grande pour produire l'atterrissement nécessaire à l'arrêt des glissements; nous aurons là un exemple

i. — Voir la note B, page 414.