deux cas d`étanchéité de barrages en amérique du sud par
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1. Les figures 13 et 14 montrent les travaux effectu s pour souder les l s de BGM Premi rement on a utilis un chalumeau au gaz pour coller les l s de g omembranes et ensuite au moyen d un rouleau une pression a t r alis e manuellement sur le joint figure 13 La coulure exc s de bitume le long du joint de bitume produite au moment de la soudure des deux l s a t de nouveau chauff e au moyen d un chalumeau au gaz L tape finale de la soudure consiste tendre manuellement le bitume chaud avec une truelle de fa on recouvrir le joint et laisser un cordon de soudure de d approximativement 6 mm le long du joint figure 14 229 Rencontres G osynth tiques 2009 BGM Coletanche Le chauffage de la membrane autour de l ancrage permet de cr er un lien tanche autour du filet du boulon Mastc bitumineux de type Sopramasiic Rondelle Ancrage de 6 mm espacement de 30 cm Plaque en acier inoxydable de Lo A O mm L et de 5 mm p A Bande continue de membrans B ton H20 ou traitement poxy Figure 11 D tails du syst me d ancrage de BGM sur la surface en b ton cas 2 Figure 12 Lignes d ancrage horizontales des l s en BGM cas 2 Figure 14 Finition du joint Figure 13 Soudure du joint 230 Rencontres G osynth tiques 2009 Dans le second cas une g omembrane PEBD a t utilis l int rieur de la tranch e para fouille qui a t excav e jusqu au substr2. t n cessaire de recourir un quipement sp cialis ce qui fait de ce type d installation une activit simple Dans les deux cas pr sent s des travailleurs locaux ont t form s sur le terrain avant le d but des travaux d installation Cette caract ristique permet de n avoir qu un seul superviseur sp cialis sur le chantier pendant les travaux de mise en uvre Il faut noter aussi que dans le cas 2 la pose de mani re continue toute la journ e malgr des temp ratures de 30 C qui faisait arr ter le matin a 10 00 H un chantier contigu en PEHD plis importants rendant impossible la soudure Il est important de noter que la construction de syst mes d tanch it repr sente toujours une d pense en immobilisations importante pour le propri taire du barrage Les auteurs recommandent fortement la mise en place d un programme de contr le de la qualit en vue de veiller la qualit et la durabilit du syst me d tanch it du barrage 6 R f rences bibliographiques Koerner R M 1998 Dise o con Geosint ticos 4 d traduction IGS P rou Lima Pearson Education Inc 2003 Coletanche 2006 Manuel d installation Golder Associates 2007 QA Field Reports 232
3. Rencontres G osynth tiques 2009 DEUX CAS D TANCH IT DE BARRAGES EN AM RIQUE DU SUD PAR G OMEMBRANES BITUMINEUSES TWO CASE HISTORIES OF DAMS WATERPROOFING IN SOUTH AMERICA WITH BITUMINOUS GEOMEMBRANES Bertrand BREUL Terry ELDRIDGE 7 Soprema Inc Qu bec QC Canada Golder Associates Ltd Burnaby BC Canada R SUM Cette communication pr sente deux tudes de cas qui d crivent des barrages destin s assurer l alimentation en eau de diverses activit s r alis es en aval pendant la saison s che Le premier cas concerne un barrage en terre et en enrochements d une hauteur de 30 m Le second exemple est un barrage en b ton compact BCR d une hauteur de 23 m Dans le but de freiner l infiltration d eau une g omembrane bitumineuse utilis e comme barri re faible perm abilit a t install e sur la face amont des deux ouvrages En outre ce texte pr sente sommairement la conception g n rale des ouvrages et fournit des d tails sur les travaux d installation des g omembranes bitumineuses et les proc d s de contr le de la qualit Mots cl s Barrage g omembrane bitumineuse mine hydraulique ABSTRACT This article presents two case histories of dams built to ensure the supply of water for activities to be carried out downstream during the dry season The first case is a 30 m high earth and rockfill dam The second example is a 23 m high compacted concrete RCC dam A bituminous ge
4. atum rocheux alt r Cette g omembrane PEBD a t install e entre deux g otextiles sur une pente de 1 V 1 5 H soit 34 La masse surfacique du g otextile sous la g omembrane PEBD est de 400 g cm2 Il a pour but de la prot ger des irr gularit s de surface caus es par l excavation du sol La masse surfacique du g otextile qui recouvre la g omembrane PEBD est de 200 g cm et a pour fonction de la prot ger du compactage du mat riau imperm able de 2 5 m d paisseur De plus pr s de 4 m de mat riaux imperm ables ont t plac s au fond de la tranch e La figure 15 montre les d tails des travaux de mise en uvre susmentionn s SF CE EHE FRS A Couches 1 G oatextile 200 qgem2 2 PEBD 1 5 mm Mat riaux faible perm abilit Figure 15 D tails de la tranch e avec la g omembrane PEBD 4 2 3 Contr le de la qualit Dans le cas 2 la totalit des joints entre les l s de BGM et entre BGM et la g omembrane PEBD ont t test s sur le terrain On a proc d deux essais sur le terrain pour contr ler l tanch it des joints de g omembrane bitumineuse soit au moyen d une cloche vide et d un quipement ultrasons La figure 16 montre l essai au moyen d une cloche vide sur la face amont du barrage Figure 16 Essai avec une cloche vide sur les joints de la face amont du barrage cas 2 Les r sultats de tous les essais effectu s ont t utilis s pour d terminer les
5. bitumineuse la cr te du barrage a t r alis 1 m de la rupture de pente et au moyen d une tranch e excav e d une largeur de 1 m et d une profondeur de 0 6 m Cette tranch e a ensuite t remplie de mat riaux compact s soigneusement La figure 9 montre l ancrage des g omembranes bitumineuses ainsi que la couche de protection Tranch e BGM coletanche 5 d ancrage L b L 1 t S I pei Mat riaux de protection Figure 9 D tails de l ancrage la cr te du barrage cas 1 4 1 3 Contr le de la qualit Dans le cas 1 la totalit des joints entre les l s de BGM ont t test s sur le terrain au moyen d un quipement ultrasons Les r sultats obtenus ont t utilis s pour d terminer les besoins en r paration de soudure Si on consid re la taille du chantier le nombre de r parations n cessaires a t faible 4 2 Cas 2 4 2 1 Type de g omembrane La g omembrane bitumeuse utilis e dans ce cas est indentique au cas 1 D autre part une g omembrane PEBD de 1 5 mm d paisseur a aussi t utilis e Ses propri t s principales sont num r es dans le tableau ll 228 Rencontres G osynth tiques 2009 Tableau Il Propri t s de la g omembrane PEBD paisseur mm Densit minimale g cm ASTM D 1505 0 92 Sollicitation la rupture N mm ASTM D 6693 40 Allongement la rupture ASTM D 6693 R sistance au poin onnement N ASTM D 4433 4 2 2 Pose soudure
6. dans le tableau Tableau Propri t s de la g omembrane NTP3 utilis e paisseur mm Sollicitation longitudinale la rupture kN m Sollicitation transversale la rupture kN m R sistance au poin onnement statique N Allongement longitudinal la rupture 4 1 2 Pose soudure et d tails de construction Une des caract ristiques de la fixation de BGM en pied de barrage illustr e la figure 7 est que des boulons d acier et des plaques en acier inoxydable ont t utilis es pour fixer les l s de BGM au b ton de la plinthe l extr mit de la structure apr s soudure de ces l s la poutre b ton La figure 7 montre les d tails du syst me d ancrage qui assure une tanch it parfaite du syst me Acier inoxydable 3 x 150 x 150 mm Boulon 200 mm Figure 7 D tails du boulon cas 1 227 Rencontres G osynth tiques 2009 L autre point retenir quant la fixation de la g omembrane est l importance d une transition douce entre la dalle de b ton de la structure de la plinthe et la surface du barrage pour assurer un angle tr s obtus Ainsi on minimise toute concentration possible de contrainte figure 8 Mat riaux de protection BGM Coletanche Enrochement W y F E l F L F i Fia L ILE B ton L RSS D PS CT a a e a r a a bag is Figure 8 D tails de la transition entre le b ton de la plinthe et le sol compact cas 1 L ancrage de la g omembrane
7. de b ton est arrondie la fin de la plinthe afin de fournir un joint lisse entre les surfaces de gravier et d argile compact es Cet arrondi assure galement une transition douce avec la g omembrane bitumineuse et supprime les ar tes vives qui pourraient abimer l tanch it en cas de tassements diff rentiels Les figures 3 et 4 pr sentent des vues g n rales du barrage avant et apr s l installation de la g omembrane bitumineuse La figure 3 montre la structure du parafouille sur laquelle le g omembrane a t appliqu ainsi que la surface lisse de la face amont qui a t pr par e pour recevoir les g omembranes Figure 3 Face amont du barrage cas 1 Avant installation 225 Rencontres G osynth tiques 2009 Figure 4 Face amont du barrage cas 1 Apr s installation 3 2 Cas 2 3 2 1 Pr paration de la pente et de la surface La pr paration de la surface de la face amont du barrage a consist faire dispara tre les irr gularit s du b ton au moyen de m langes sp ciaux Cette tape a permis d obtenir une surface suffisamment lisse pour recevoir les g omembranes bitumineuses Les premiers 50 cm de la face amont du barrage ont t construits avec du b ton conventionnel fc 80 6 Mpa pour un b ton g de 180 jours Des talocheuses lisseuses ont t utilis es pour tendre le b ton de fa on assurer une surface lisse pour la mise en uvre de la g omembrane Chaque l de BGM c d trans
8. de mat riaux de remblai al atoires sur le dessus et de mat riaux d tanch it au fond 10 m en avant du barrage et en parall le la structure une petite tranch e remplie de b ton permet le joint sp cial entre les g omembranes PEBD et BGM La fondation du barrage repose sur la terrasse fluviatile Les travaux d excavation n cessaires pour sa construction ont atteint l horizon souhait c est dire la profondeur o la r sistance et la densit du sol granulaire requises ont t localis es 2 2 2 Coupe transversale La figure 2 pr sente une coupe transversale typique du barrage y compris les syst mes d tanch it 224 Rencontres G osynth tiques 2009 G omembrane bitumineuse BGM Poly thyl ne basse densit lin aire PEBD TARREI OU RRES Vs FN F 7 CL 227 Tranch e parafauille 7 ANA Tout venant P AAA Joint entre les rev tements en PEBD AE y Remblai imperm able PSE LD P i et en g omembranes bitumineuses I Det d AD Substratum rocheux Figure 2 Coupe transversale typique du barrage cas 2 3 Travaux pr paratoires 3 1 Cas 1 3 1 1 Pr paration de la pente et de la surface La pr paration de la surface de la face amont du barrage a t tr s simple r aliser et na pas occasionn e de co ts importants Nous avons eu recours de l quipement d excavation ordinaire pour niveler et lisser la surface de gravier et d argile compact e Au pied du barrage la dalle
9. et d tails de construction La caract ristique principale du second cas est le joint entre BGM et PEBD Comme le d montre la figure 10 au moment des travaux les deux types de g omembrane ont t boulonn s l int rieur d une tranch e remplie de b ton non arm Cette mesure a t mise en uvre dans le but d assurer la bonne performance du joint Dans le fond de la tranch e excav e de 0 8 m x 0 8 m remplie de b ton non arm les boulons ont t fix s sur une dalle de b ton On a d abord appliqu le primer sur la surface de b ton puis install BGM et finalement le g omembrane en PEBD Sur cet assemblage on a ajout un autre morceau de g omembrane bitumineuse sur lequel on a install une plaque en acier inoxydable B ton PEBD BEGM non arm DA Figure 10 D tails du joint entre BGM et la g omembrane PEBD cas 2 Tout le long du barrage deux lignes d ancrage horizontales forment le syst me de fixation de la g omembrane sur la surface de b ton de l ouvrage r sistance au vent de la g omembrane expos e La figure 11 montre les d tails de ce syst me d ancrage qui comprend des boulons des plaques en acier inoxydable ainsi que des morceaux de g omembrane bitumineuse Un chalumeau au gaz a t utilis pour chauffer la zone autour du boulon en vue d assurer l tanch it de l assemblage boulon g omembrane La figure 12 illustre les deux lignes d ancrage horizontales sur la face amont du barrage
10. linthe l g i iia ben Voile d injection Gravier transition i a Pme Roches Bassin collecteur Ancrage de BGM d Dris nn i g hap Puits de surveillance Figure 1 Coupe transversale typique du barrage cas 1 2 2 Cas 2 2 2 1 Description g n rale Le second cas est un barrage en b ton compact au rouleau BCR d une hauteur de 23 m Une g omembrane bitumineuse a t utilis e comme barri re imperm able sur la face amont La pr vention de l infiltration d eau sous le barrage et ses cul es est assur e par une profonde tranch e parafouille dot e d un g omembrane en PEBD La tranch e parafouille a t excav e jusqu au substratum rocheux alt r trouv une profondeur de 15 m sous la fondation du barrage La r sistance la compression du b ton utilis pour le barrage est de 4 8 MPa 180 jours Celui ci a t mis en place et compact par couche de 30 cm Les faces amont et aval du barrage ont la m me pente soit 1 V 0 7 H soit 55 Toutefois la face amont a re u un traitement sp cial en vue de l installation de la g omembrane bitumineuse La section au centre du barrage comprend la tuyauterie de refoulement n cessaire aux activit s d entretien En aval un d versoir et un canal lair libre servent transporter l eau jusqu au lit de l ancienne rivi re Le pied amont du barrage comprend une tranch e parafouille dot e d un g omembrane en PEBD Cette derni re est remplie
11. omembrane BGM was used in both dams as a low permeability upstream face element for the control of water seepage This paper briefly presents the general design of the dams and provides details of the BGM s installation work quality control process Keywords Dam geomembrane bituminous mine hydraulic 1 Introduction Le premier cas concerne un barrage en terre et en enrochements d une hauteur de 30 m dont la capacit atteint pr s de 67 000 m Cet ouvrage a pour fonction de stocker l eau trait e Il se trouve une altitude d environ 2 000 m o les temp ratures ambiantes se situent entre 18 et 25 C Le barrage con u dans le but de stocker l eau trait e d un bassin de r sidus comprend des g omembranes bitumineuses en vue de freiner l infiltration d eau contamin e Le second cas est constitu d un barrage en b ton compact au rouleau d une hauteur de 23 m dont la capacit atteint pr s de 600 000 m Il se trouve une altitude d environ 1 000 m o les temp ratures ambiantes vont de 5 25 C Cette structure a pour but de stocker de l eau claire pour alimenter des activit s agricoles La conception comprend une g omembrane bitumineuse et des g omembranes en poly thyl ne basse densit lin aire PEBD en vue d assurer l tanch it de la face amont et de pr venir les fuites souterraines 2 Description des projets 2 1 Cas 1 2 1 1 Description g n rale En coupe transversale la partie amon
12. t de ce barrage est constitu e d un sol compact compos d argile et de gravier La pente de cette face amont est de 1 V 2 H soit 27 En son milieu le barrage comprend une couche de transition construite avec un gravier composition granulom trique tr s stricte Cette couche de gravier qui a une pente de 2 V 1 H soit 63 a une largeur horizontale de 2 m et traverse le barrage du fond la cr te En ce qui concerne la face aval dont la pente est de 1 V 1 6 H soit 32 des roches granulom trie s lectionn e ont t compact es La fondation du barrage repose sur le substratum tanche qui a t atteint apr s de profondes excavations dans le sol naturel 223 Rencontres G osynth tiques 2009 Au pied amont du barrage un voile d injection a t construit le long de tout le p rim tre du barrage et jusqu la cr te des deux cul es Une tranch e a t excav e en vue de loger la plinthe qui lie le voile d injection BGM pour assurer un contr le appropri de l infiltration d eau travers le barrage et sa fondation Au pied aval du barrage des puits de surveillance et un bassin collecteur des eaux d infiltration ont t install s afin de permettre le contr le de la qualit de l eau et de son niveau 2 1 2 Coupe transversale La figure 1 illustre une coupe transversale typique du barrage et pr sente tous les l ments structuraux susmentionn s Gravier et argile Enroch ement La P
13. versalement tous les 5 10 m a t fix de fa on pr venir son soul vement en raison des forces de succion du vent et pour limiter les infiltrations dues un accident tronc d arbre A noter que dans ce cas la g omembrane reste expos e Un grand nombre de travaux de r paration sur le b ton devant recevoir BGM ont t n cessaires pour liminer les irr gularit s qui exc daient 5 cm et les autres types d imperfections notamment les petites cavit s sur la surface du b ton La figure 5 montre les travaux de r paration effectu s pour r gulariser la surface Figure 5 Face amont et d tails des r parations cas 2 3 2 2 Primer d accrochage avant soudure de BGM sur b ton Un appr t base de bitume modifi m lange de solvant et de bitume a t utilis et appliqu l extr mit des l s de g omembrane bitumineuse tous les 5 10 m sur 30 cm Apr s environ 4 heures pour permettre l vaporation du solvant l accrochage BGM b ton a t r alis par thermo fusion par chalumeau Par la suite des soudures ont t effectu es sur 20 cm entre les l s de BGM 226 Rencontres G osynth tiques 2009 Figure 6 D tails de l impr gnation de l mulsion cas 2 4 Installation 4 1 Cas 1 4 1 1 Type de g omembrane Une g omembrane bitumineuse de 4 80 mm d paisseur fabriqu e en France par impr gnation d un g otextile de 300 gr m a t utilis e Ses propri t s principales sont indiqu es
14. zones r parer Vu la taille imposante du chantier le nombre de r parations qui ont t n cessaires a t faible A cet gard il est int ressant de noter que les r parations sur les joints taient pour la plupart situ es sur la portion du haut de la surface du barrage comme le d montre la figure 17 231 Rencontres G osynth tiques 2009 Ja ET mn TA HT j Figure 17 R parations sur la portion haute du barrage cas 2 Avant le d but des travaux de mise en uvre pour veiller la qualit de l installation et de la main d uvre tous les membres de l quipe qui ont particip aux travaux ont t form s par un sp cialiste fourni par le distributeur La figure 18 montre la formation pratique P F af i Fe i p m i z LEE mr Figure 18 Formation pratique des travailleurs cas 2 5 Conclusions Comme il a t d montr dans ce texte les deux cas expos s ci dessus pour l tanch it de barrages par une g omembrane BGM attestent le grand nombre d utilisations possibles de ce type de produit notamment pour tancher les barrages en terre qui ont une pente douce et les barrages en b ton qui ont une pente verticale importante Les joints entre les l s de BGM pr sentent un avantage additionnel comparativement aux autres types de g omembranes Comme il a t d crit pr c demment les joints ont t soud s haute temp rature au moyen d un simple chalumeau au gaz Il na pas
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