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Avant que les engins de chantier n'interviennent
La construction d'un barrage est une entreprise audacieuse, qui exige des moyens financiers importants. Aussi, avant que des investissements considérables ne soient consentis, de nombreuses études doivent être réalisées, afin d'apporter tous éclaircissements. Les besoins en électricité ou en eau sont recensés; puis la rentabilité du projet est étudiée: analyse coût-bénéfice; il ne s'agit d'ailleurs pas seulement de francs et de centimes, mais aussi de valeurs intangibles, souvent subjectives. Au vaste domaine des études explicatives, appartiennent aujourd'hui, les examens approfondies de l'influence de l'ouvrage sur l'environnement.
La construction d'un barrage n'est donc pas uniquement la tâche des ingénieurs civils ou électriciens, mais aussi celle de nombreux spécialistes en sciences naturelles, d'économistes, d'écologistes, de juristes et d'hommes politiques. La base de toute décision de caractère économique ou politique reste cependant la faisabilité technique du projet.
L'établissement du projet et des plans de construction est l'affaire des ingénieurs civils; il s'agit essentiellement d'hydraulique, de statique et de qualité des matériaux.
Deux exigences fondamentales sont posées:
- le barrage et sa fondation doivent résister avec une sécurité suffisante aux forces qui les sollicitent;
- l'ensemble de l'ouvrage doit être étanche, et si nécessaire imperméabilisé, de telle sorte que les fuites soient sans danger pour sa résistance et économiquement acceptables.
Digues et barrages-poids ne doivent pas glisser sur leur fondation. De plus, pour les digues, on s'assure qu'il n'y a pas de risque de glissement local sur leurs parements amont et aval. Les barrages-voûtes et à contreforts, pour lesquels la résistance des matériaux est déterminante, doivent avoir des contraintes, dans leur corps et leur fondation, qui restent en dessous des valeurs limites admissibles. Les propriétés des matériaux utilisés et des sols de fondation sont déterminées par des essais en laboratoire ou in situ.
Des sondages avec prise d'échantillons (des carottes) fournissent des informations sur la nature des sols à l'emplacement du futur ouvrage et dans la retenue.
Le barrage-voûte montre son élégance élancée, vu du sol ou à vol d'oiseau. Barrage de Punt dal Gall, des Forces Motrices de l'Engadine (GR).
Simulation des différentes sollicitations
Cette coupe verticale du barrage montre les contraintes dans l'ouvrage, sous l'effet de la poussée de l'eau, à lac plein. De tels calculs sont effectués pour tous les cas de charges possibles. Avant l'apparition des ordinateurs, on devait faire, laborieusement, des calculs durant de longs mois ainsi que des essais sur modèle réduit.