COMITE AD HOC DES PETITS BARRAGES

COMITE AD HOC DES PETITS BARRAGES La CIGB - Ủy ban Internationale des Grands đập - một quyết định de publier un thông báo sur les...

1 CIGB COMITE AD HOC DES PETITS BARRAGES REVUE HISTORIQUE DES ANCIENS BARRAGES Juin/2008 2 COMITE AD HOC DE PETITS BARRAGES (2005-2008) Chairman /Président Brésil J.F.A. SILVEIRA Members/ Membres Bulgarie C. B. ABADJIEV Canada G. VERZENI Chine J. SHENG République Tchèque J. POLACEK France P. ROYET Inde G. N. MATHUR Iran J. ATTARI (1) A. SOROUSH (2) Japon Y. MATSUURA Liban A. MEOUCHY (3) Maroc A. LABRAIMI (4) Nigeria OLA, SAMUEL Pakistan I. B. SHAIKH (5) Russie S. A. SHMANENKOV Afrique du Sud D. BADENHORST Etats Unis D. MILLER Royaume Uni A. HUGHES Australie (membre corresp.) P. CUMMINS (1) Membre jusqu'à juin 2007 (2) Membre depuis janvier 2008 (3) Membre depuis juin 2008 (4) Membre depuis Juin 2006 (5) Membre depuis Juin 2006 3 INTRODUCTION 1. ANCIENS BARRAGES EN AUSTRALIE 1.1 Barrages aborigènes 1.2 Barrages de Norfolk Island 1.3 Barrages de Nouvelle Galles du Sud 1.3.1 Alimentation en eau de Sydney 1.3.2 Moulin d’état de Parramatta – 1806 1.3.3 Moulin de Marsden – c1812 1.3.4 Barrage de la ville de Parramatta – 1818 1.3.5 Moulins à marée de Nouvelle Galles du Sud - 1818, 1819 et 1830 1.3.6 Moulin sur la rivière Parramatta – 1828 1.3.7 Barrage de l'usine des femmes, rivière Parramatta – 1831 1.3.8 Barrage-voûte du lac Parramatta – 1856 1.4 Barrages en Tasmanie 1.4.1 Le ruisseau de Hobart 1.4.2 Schéma gouvernemental d’alimentation en eau – 1831 1.4.3 Le moulin Degraves – 1834 1.4.4 Autres moulins en Tasmanie 1.4.5 Début de l'irrigation en Tasmanie 1.4.6 Barrage du lac Tooms – 1840 1.4.7 Barrage de Long Marsh – 1844 1.5 Barrage de l’état de Victoria 1.5.1 Melbourne 1.6 Conclusion 2. ANCIENS BRRAGES EN AUTRICHE 3. ANCIENS BARAGES AU BRESIL 4. ANCIENS BARAGES AU CAMBODGE 5. ANCIENS BARAGES EN CHINE 6. ANCIENS BARAGES A CHYPRE 6.1 Introduction 6.2 Barrages en maçonnerie à Chypre 6.2.1 Yialias – Projets amont et aval de Lythrodhondas 7. ANCIENS BARAGES EN REPUBLIUE TCHEQUE 8. ANCIENS BARAGES EN FRANCE 9. ANCIENS BARAGES EN ALLEMAGNE 9.1 Bassins destinés à la pêche 9.2 Bassins destinés aux moulins 9.3 Augmentation de la hauteur des barrages - « limites de l'ingénierie » 10. ANCIENS BARAGES EN INDE 11. ANCIENS BARAGES EN IRAN 11.1 Barrage Bahman 11.2 Pont-barrage de Shadorvan 11.3 Barrage Sheshteraz 11.4 Barrage Amir 11.5 Barrage Akhlemad 12. ANCIENS BARAGES EN ITALIE 13. ANCIENS BARAGES AU JAPON 13.1 Mannoh-ike (préfecture de Kagawa) 13.2 Situation actuelle des petits barrages, leur réhabilitation et leur maintenance 13.3 Questions relatives aux petits barrages 14. ANCIENS BARAGES EN COREE DU SUD 4 15. ANCIENS BARRAGES EN LYBIE 15.1 Barrages romains de Wadi Megenin 15.2 Barrage romain amont de Megenin 15.3 Barrage romain de Wadi Libda 16. ANCIENS BARRAGES AU MEXIQUE ET EN AMERIQUE CENTRALE 16.1 Période primitive 16.2 Les grandes civilisations 17. ANCIENS BARRAGES AU PORTUGAL 18. ANCIENS BARRAGES EN SLOVENIE 19. ANCIENS BARRAGES EN ESPAGNE 19.1 Introduction 19.2 Origines : l’époque romaine 19.2.1 Les barrages du bassin de l’Ebre 19.2.2 Les barrages des bassins du Tage et du Guadiana 19.2.3 Barrages mineurs 19.3 Le moyen âge 19.4 Les 16 ème , 17 ème et 18 ème siècles 20. ANCIENS BARRAGES EN TURQUIE 20.1 Introduction 20.2 Barrages historiques de l’Anatolie Centrale à l’époque hittite 20.2.1 Barrage de Karakuyu Dam à Uzunyayla 20.2.2 Barrage de Eflatunpinar près de Beysehir 20.2.3 Barrage de Koylutolu près de Ilgin 20.2.4 Réservoir de Yalburt près de Ilgin 20.2.5 Barrage de Golpinar près de Corum 20.2.6 Barrage de Guneykale à Bogazkale 20.3 Période du royaume Urartu 20.3.1 Barrages du lac Kesis 20.3.2 Barrages sur le ruisseau Doni 20.3.3 Barrage près de Muradiye 20.3.4 Barrage près de Adilcevaz 20.4 Périodes byzantines 20.4.1 Barrage de Cevlik près de Antakya 20.4.2 Barrage de Çavdarhisar près de Kutahya 20.4.3 Barrage de Orukaya près de Çorum 20.4.4 Barrage de Boget près de Nigde 20.4.5 Barrage de Ildir près de Çesme 20.4.6 Barrages de Dara près de Mardin 20.4.7 Barrage de Lostugun près de Amasya 20.4.8 Barrage de Sihke près de Van 20.4.9 Barrage de Sultan près de Van 20.4.10 Barrage de Faruk près de Van 21. ANCIENS BARRAGES AUX ETATS UNIS 22. REFERENCES 5 AVANT-PROPOS La CIGB – Commission Internationale des Grands Barrages - a décidé de publier un bulletin sur les petits barrages compte tenu du très grand nombre de ce type d’ouvrages qui, dans le monde, représentent 90 % de l'ensemble des barrages et du fait que la majorité des publications professionnelles traite essentiellement de grands barrages. Il y a des preuves incontestables de la construction des premiers petits barrages il y a environ 5000 ans en Jordanie, environ 4600 ans en Égypte et au Bélouchistan, et entre 3250 et 3500 ans en Turquie, au Yémen et en Grèce. Il y a 2000 ans, les Romains entreprirent des travaux importants et construisirent plusieurs barrages en Italie et dans la plupart des pays méditerranéens qui faisaient alors partie de l’Empire Romain. En Espagne, existent encore les barrages de Proserpine et de Cornalbo construits il y a environ 2000 ans, toujours en exploitation après des travaux de renforcement et de réhabilitation. La plupart des barrages construits par les Romains avaient une taille modeste de 3 à 10 m de hauteur. Un barrage en terre construit à Ceylan en 504 avant J.C. faisait 17,7 km de long, 21 m de haut et était formé d’environ 13 000 000 m 3 de remblai. Aujourd’hui, comme dans le passé, les barrages en terre continuent d’être les plus nombreux, principalement parce que leur construction utilise un matériau ne nécessitant pas beaucoup de préparation. Les renseignements concernant l’Allemagne, l’Autriche, Chypre, l’Espagne et la Turquie sont extraits de la documentation fournie par le Comité Brésilien des Barrages. Ces pays ont en effet édités des publications spéciales à l’occasion de la tenue, dans chacun de ces pays, d’une Réunion Annuelle de la CIGB, et ces publications comportent des chapitres consacrés à l’histoire et à la construction d’anciens barrages. Les informations sur les petits barrages au Mexique et au Cambodge sont extraites de l’ouvrage “A History of Dams”, écrit par M Schnitter en 1994 et qui est une remarquable publication sur l’histoire globale de la construction des barrages. Le Comité Technique s’est investi dans la préparation du bulletin consacré à « l’Histoire des anciens barrages » à cause de leur intérêt historique et pour mieux comprendre comment la construction des barrages s’est développée et s’est améliorée au fil des temps. Il est très intéressant de voir que les Aborigènes en Australie, les Indiens en Amérique du Nord ont construit de petits barrages pour subvenir à leurs besoins en eau pendant les saisons sèches. Il est probable que certains de ces barrages sont antérieurs à 3000 avant J.C., époque à laquelle on attribue les ruines des plus anciens barrages des civilisations modernes. JOÃO F. A. SILVEIRA Président du Comité Ad Hoc sur les Petits Barrages 6 REMERCIEMENTS Le Comité Ad Hoc sur les Petits Barrages de la CIGB remercie chaleureusement M C.V.J. Varma d’avoir proposé, pendant la 72 ème Réunion Annuelle de la CIGB de Séoul en 2004 qu’il présidait, la création de ce Comité ainsi que M C.B. Viotti, son successeur à la présidence de la CIGB, pour la création officielle du Comité à l’occasion de la 73 ème Réunion Annuelle de la CIGB tenue à Téhéran en 2005. Pour l'élaboration du bulletin « Revue Historique des Anciens Barrages », qui constitue le tome I des publications du Comité, nous avons reçus les collaborations particulières des membres suivants : M Mathur (Inde), M. Matsuura (Japon), Mme. Miller (USA), M. Polacek (République Tchèque), M. Royet (France), M. Sheng (Chine), M. Attari (Iran) et M. Yong-Nam (Corée). Nous avons également contacté tous les pays autour de la mer Méditerranée qui faisaient partie de l’Empire Romain il y a 2000 ans et obtenu d’excellentes et importantes contributions d’Italie, de la Libye et du Portugal ; nous remercions respectivement MM. Angelucci, Omar et Silva Gomes. Grâce à des contacts pris pendant la dernière réunion annuelle de la CIGB, ont également apportés leur aide M. Ladon-Jones d’Australie et M. Sirca de Slovénie. La contribution du Brésil a été préparée grâce à la collaboration de M. Cavalcanti de CHESF (San Francisco Hydro Electricity Company). 7 Chapitre 1 – REVUE HISTORIQUE DES BARRAGES ANCIENS INTRODUCTION Les premiers barrages au monde ont été construits par des castors sur des rivières et des lacs de l’hémisphère nord. Dans la province de Yukon au Canada, on a récemment découvert des traces d’un ancien barrage de castor qui semble avoir été renforcé par des os de mammouth. Les couches de sédiments autour du barrage indiquent qu’il daterait de 100 000 à 125 000 ans. Pour la suite, on n’évoquera que les barrages construit par l’homme depuis 5000 ans environ. Les ruines d’un vrai barrage de retenue d’eau, au sens moderne du terme, ont été découvertes il y a un peu plus de cent ans dans la ravine de Garawy en face de Memphis en Égypte (Fig 1). Ce barrage a été construit vers 2600 ans avant J.C., c’est-à- dire au début de la période des pyramides. De ce fait, ses dimensions de 14 m de haut et 113 m de long étaient considérables. C’est, au monde, le plus vieux barrage connu de cette dimension. Son réservoir d’une capacité de 500 000 m 3 était destiné à stocker les crues rares mais violentes de cette ravine (Schnitter/94). Fig. 1 – Vue depuis la rive gauche du site du barrage de Kafara (Schnitter/94) Sa coupe transversale est très proche de celle d’un barrage en enrochements avec un noyau central imperméable en sable silteux et graviers épaulé par deux recharges en enrochements comme indiqué sur la figure 2. Fig. 2 – Coupe du barrage de Kafara (Garbrecht/85) Le volume total de remblai atteignait 87 000 m 3 et on estime que la construction a duré de 8 à 10 ans. Comme relevé par Schnitter, la préparation et la mise en place soignées 8 des 17 000 blocs de revêtement des deux parements extérieurs du barrage, chacun pesant près de 300 kg, a dû constituer un long travail. Une liste de la construction des barrages dans différentes régions du monde est présentée, par ordre chronologique, dans le tableau 1. Tableau 1 – Liste chronologique d’anciens barrages (Schnitter/94) : Année de construction Pays Nom du barrage Type Fonction But 3000 avant J.C. Jordanie Jawa Poids Réservoir Alimentation en eau 2600 avant J.C. Égypte Kafara Remblai Réservoir Contrôle des crues 2500 avant J.C. Béloutchistan Gabarbands Poids Réservoir Conserv. 1500 avant J.C. Yémen Marib Remblai Dérivation Irrigation 1260 avant J.C. Grèce Kofini Remblai Réservoir Contrôle des crues ~1250 avant J.C. Turquie Karakuyu Remblai Réservoir Alimentation en eau 950 avant J.C. Israël Shiloah ? Réservoir Alimentation en eau 703 avant J.C. Irak Kisiri Poids Dérivation Irrigation 700 avant J.C. Mexique Purron Remblai Réservoir Irrigation 581 avant J.C. Chine Anfengtang Remblai Réservoir Irrigation 370 avant J.C. Sri Lanka Panda Remblai Réservoir Irrigation 275 avant J.C. Soudan Musawwarat Remblai Réservoir Alimentation en eau Les caractéristiques structurales des anciens barrages sont très variées et on ne peut distinguer de préférence régionale. Ils ont cependant en commun de résister à la poussée de l’eau par le simple effet du poids des matériaux utilisés sans utiliser leur résistance propre. Sans doute inspirés par leurs voisins Étrusques au nord, dont l’ingénierie hydraulique était remarquable, les Romains ont entrepris assez rapidement la réalisation d’ouvrages hydrauliques majeurs (Schnitter/94). Ainsi, au début du 5 ème siècle avant J.C. ils assurent l’assainissement du centre de Rome, du Forum, grâce à l’égout de la Coaca Maxima ainsi que d’autres régions aux alentours. Lorsque les Romains commencèrent à construire des barrages, ils possédaient des techniques de construction élaborées mais faisant appel à des outils simples tels que leviers, piques, pelles déjà utilisés par les civilisations anciennes. Pour les anciennes construction privées, les ouvriers étaient des esclaves ; pour les ouvrages publiques comme les systèmes hydrauliques, très souvent c'étaient des soldats non occupés à la guerre. Généralement, les barrages romains étaient de simples murs d’épaisseur constante, fondés au rocher, submersibles pour les moins hauts. Plus rarement, une face du mur (voire les deux) était inclinée ; ce n’est en effet qu’au 19 ème siècle que les ingénieurs ont compris que la section optimale était triangulaire pour s’adapter à l’augmentation de la poussée de l’eau du sommet au pied du barrage. 9 Lorsque les constructeurs romains estimaient que la stabilité du mur du barrage était insuffisante, ils l’adossaient à des contreforts irrégulièrement espacés (Fig. 3) ou, notamment pour les plus grands ouvrages, à un remblai aval. Fig. 3 – Épaisseur de barrages romains de type poids ou à contreforts en fonction de leur hauteur ; DW=Poids, UP=Sous-pression, WP=Poussée de l’eau (Schnitter/94) Dans les pages suivantes sont présentées les contributions de plusieurs membres du comité technique de la CIGB sur les petits barrages ; elles permettent de suivre la construction de nombreux anciens barrages à différentes époques et dans différentes régions du monde. Les premières provinces conquises par les Romains en dehors de l’Italie furent les territoires carthaginois le long des cotes Est et Sud de la péninsule ibérique vers 200 ans avant J.C. Bien que les Romains ne commencèrent à construire des barrages que vers la fin du premier siècle, ils furent à l’origine de la construction d’anciens barrages dans pratiquement tous les pays de la côte méditerranéenne. Par conséquent, le Comité technique a sollicité des contributions de la plupart des pays méditerranéens sur leurs anciens barrages. La Libye a par exemple fourni des éléments très intéressants sur les ruines des barrages de Menegin et du vieux Libda construits pendant l’Empire Romain, il y a environ 2000 ans. L'Iran a transmis des éléments intéressants ainsi que des photos des barrages Bahman, Shadorvan, Sheshteraz, Amir, Akhlemad et Gargar qui continuent de retenir de l’eau malgré la forte sédimentation de la retenue. Ces barrages ont été construits entre l’an zéro et notre ère et l’an 1700. Nous avons reçu quelques jolies photos du barrage coréen de Byeoggolje, toujours en service, construit en 330 après J.C., de 5,1 m de haut pour 3 240 m de long, Au Moyen Age, la raison fréquente de stocker de l’eau était liée au besoin de produire suffisamment de poissons compte tenu des règles religieuse strictes en matière de jeûne. La technique habituelle était de construire des petits murs de retenue en terre autour de dépressions à fond plat, loin des circulations d’eau. Les vrais précurseurs des barrages d’aujourd’hui sont des barrages en rondins construits pour le flottage du bois nouvellement coupé dans les montagnes aux forêts inaccessibles de plusieurs pays 10 d’Europe. Ces barrages en rondins, dont on trouve des traces au moins au 13 ème siècle, étaient utilisés quand le courant était insuffisant pour le flottage. On trouvera des exemples de ce type d’ouvrages dans les contributions de l’Autriche, la Slovénie, la République Tchèque et l’Allemagne. Aux États Unis, on note que les premiers petits barrages ont été construits il y a plus de mille ans par les ancêtres Pueblos appelés Anasazi ou « anciens » par les indiens Navajos. Quelques exemples intéressants de barrages en bois utilisés au nord-ouest des États Unis pour fournir l’énergie aux moulins sont également présentés. La contribution du Brésil montre que les premiers barrages y ont probablement été construits pendant le 16 ème siècle surtout afin d'alimenter en énergie les moulins pour la canne à sucre. Il s’agissait de barrages en maçonnerie de 3 à 5 m de haut utilisant des techniques de construction voisines de celles en usage aujourd’hui. Le Portugal a signalé un exemple très intéressant d’un petit barrage construit au début du 20 ème siècle, les illustrations montrent l’usage d’un des premiers rouleaux compacteurs à pied de moutons, parallèlement au travail de très nombreux ouvriers, comme c’était le cas à cette époque. [...]...1 ANCIENS BARRAGES EN AUSTRALIE Des barrages ont ộtộ construits dốs le dộbut des colonies australiennes Cependant il ne sagissait que de petits ouvrages, rarement de plus de 3 m de hauteur, gộnộralement associộs des moulins Les barrages rộalisộs pour lapprovisionnement en eau des villes ont ộtộ construits par la suite, mờme si dans certains ộtats... couverte par les donnộes ci-dessous a ộtộ arbitrairement arrờtộe 1850 Comme lagriculture prenait de limportance, de petits barrages dirrigation par dộrivation ou par stockage apparurent Les constructeurs de ces barrages ộtaient des ouvriers, souvent des forỗats ou danciens forỗats avec un peu ou pas du tout dexpộrience de construction de barrages dans leur pays dorigine On commit des erreurs mais les progrốs... structures similaires aux barrages bien connus des rộgions arides du Moyen Orient Compte tenu des conditions climatiques plus tempộrộes de lEurope Centrale, il ny avait pas le mờme besoin de stocker, dans des retenues, de grandes quantitộs deau pour faire face aux longs mois de sộcheresse Les sources et les puits ộtaient partout abondants et, dans la partie orientale des Alpes, le maximum des prộcipitations... Porositộ La porositộ est le pourcentage des vides dans la pierre Cest un paramốtre trốs important pour la construction des barrages et des ouvrages hydrauliques en gộnộral parce que cela conditionne les propriộtộs de permộabilitộ et dabsorption du matộriau Plus lindice des vides est grand, plus lest aussi la permộabilitộ et moins le matộriau est apte la construction des ouvrages hydrauliques Le tableau... eau, associộs un barrage, ont constituộ une ressource importante dộnergie Les barrages construits pour les moulins, ou pour lalimentation en eau potable ộtaient, pour la plupart, constituộs de remblai en argile corroyộe mais on a aussi construit des barrages en terre et enrochements et des barrages- poids en maỗonnerie 19 Les barrages de dộrivation pour lirrigation ou de stockage commencốrent ờtre construits,... March en Tasmanie qui ộtait en avance sur son temps Enfin, le barrage-voỷte du lac Parramatta, lun des premiers au monde, fut achevộ en 1856 Toutefois, tous ces dộveloppements avaient ộtộ prộcộdộs par les barrages aborigốnes 20 2 ANCIENS BARRAGES EN AUTRICHE Dans les rộgions arides ou semi-arides, avec des pluies faibles ou irrộguliốres, la construction de barriốres en travers de la vallộe pour retenir... soignộs, faiblement inclinộ sur l'horizontal Celui-ci ộtait enfin supportộ par des cadres triangulaires, espacộs de 6 m, et des poutres horizontales en bois ộquarri Les cadres ộtaient encastrộs dans des engravures creusộes dans le rocher Une lisse en bois ộquarri courait le long de la crờte de l'ộvacuateur et les espaces entre les cadres ộtaient remplis de blocs en grốs joints lõches (Fig 1.1) 13 Fig 1.1... Etang dApipucos, un des premiers du Brộsil Plans rộcents des environs dApipucos ( gauche), carte hollandaise du 17ốme siốcle ( droite) et une vue actuelle de lộtang (x) 23 ll existe des informations sur la construction de la digue dAfogados sur un bras de la riviốre Capibaribe (appelộe riviốre Afogados) pour permettre de relier le fort de Cinco Pontas celui du Prince William (fort Afogados) dans lộtat... de la pierre comme matộriau de construction traditionnel, les premiers seuils, chenaux, barrages, rộservoirs et autres structures liộes lalimentation en eau et lirrigation ont ộtộ construits en maỗonnerie Un certain nombre de petits barrages, essentiellement destinộs dộriver l'eau, ont ộtộ construits partir de 1940 La plupart du temps, on utilisait des pierres non taillộes ou sommairement, avec... choix des pierres destinộes la construction dun barrage Dans une structure rộsistant la poussộe de leau, la rộsistance au basculement peut ờtre accrue en augmentant lộpaisseur du mur et elle est indộpendante de la rộsistance la compression Mais il y a des cas oự les murs doivent supporter des charges et la rộsistance la compression est alors dune grande importance On donne ci-dessous les valeurs des . 1 CIGB COMITE AD HOC DES PETITS BARRAGES REVUE HISTORIQUE DES ANCIENS BARRAGES Juin/2008 2 COMITE AD HOC DE PETITS BARRAGES (2005-2008) Chairman. attribue les ruines des plus anciens barrages des civilisations modernes. JOÃO F. A. SILVEIRA Président du Comité Ad Hoc sur les Petits Barrages 6 REMERCIEMENTS Le