COMITE AD HOC DES PETITS BARRAGES

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CIGB

COMITE AD HOC DES PETITS BARRAGES

REVUE HISTORIQUE DES ANCIENS BARRAGES

Juin/2008

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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

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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

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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 16ème, 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

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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 m3 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

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REMERCIEMENTS

Le Comité Ad Hoc sur les Petits Barrages de la CIGB remercie chaleureusement M..

C.V.J. Varma d’avoir proposé, pendant la 72ème 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 73ème

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).

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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 m3

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 m3

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

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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 5ème 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 19ème 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.

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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

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d’Europe. Ces barrages en rondins, dont on trouve des traces au moins au 13ème 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 16ème 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 20ème 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.

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1. ANCIENS BARRAGES EN AUSTRALIE

Des barrages ont été construits dès le début des colonies australiennes. Cependant il ne

s’agissait que de petits ouvrages, rarement de plus de 3 m de hauteur, généralement

associés à des moulins. Les barrages réalisés pour l’approvisionnement en eau des

villes ont été construits par la suite, même si dans certains états ils figurent parmi les

premières constructions publiques. La période couverte par les données ci-dessous a été

arbitrairement arrêtée à 1850.

Comme l’agriculture prenait de l’importance, de petits barrages d’irrigation par dérivation

ou par stockage apparurent. Les constructeurs de ces barrages étaient des ouvriers,

souvent des forçats ou d’anciens forçats avec un peu ou pas du tout d’expérience de

construction de barrages dans leur pays d’origine. On commit des erreurs mais les

progrès continuèrent. Plus tard apparurent des techniciens chevronnés. Il n'existait pas

de conception comme on la connaît aujourd’hui, et pas de vérification par le calcul parce

que les principes de base n’existaient pas. En fait, les progrès de la technique sont

seulement nés de l’expérience des ruptures antérieures ou des erreurs.

Cependant les barrages de la colonisation n’étaient pas les premiers barrages en

Australie. Les premiers explorateurs rapportent de leurs expéditions l’existence de

barrages aborigènes. Bien que leur âge n’ait pas été déterminé, ils sont probablement

antérieurs à l’immigration européenne.

1.1 Barrages aborigènes

En 1847, Ludwig Leichardt découvrit pendant son exploration du golfe de Carpentaria

dans le Queensland du Nord, un petit barrage en remblai construit par les aborigènes sur

une rivière à sa jonction avec l’estuaire – probablement la rivière Foe. Trois autres

ouvrages ont été découverts en 1889 par Ernest Giles dans le Grand Désert Victoria au

sud de l’Australie et à l’ouest de l’Australie. Le plus grand était situé à environ 110 km au

sud-est de Maralinga. Il était de forme circulaire avec 18 m de longueur pour 1,5 m de

hauteur. Un deuxième se trouvait à 140 km au nord-est de Maralinga et un troisième plus

à l’ouest de l’Australie. Depuis, plusieurs autres ont été trouvés au sud de l’Australie.

Le plus grand barrage aborigène a été découvert en 1960 sur Pindari Downs Station

dans la Nouvelle Galles du Sud, à 80 km au nord-est de Milparinka dans la zone de

débordement de la rivière Bulloo. Le barrage aujourd’hui rompu avait une hauteur

maximale de 1,8 m et 100 m de longueur de crête

1.2 Barrages du Norfolk Island

La colonisation de Norfolk Island commença en mars 1788, six semaines seulement

après la première colonie installée en Australie à Port Jackson ; elle fut une colonie

annexe de la Nouvelle Galles du Sud.

Le premier commandant de l’île, le lieutenant de marine Phillip Gidley King, poursuivit

activement la construction d’un moulin qui fut achevé en 1795 avec son barrage attenant

dans le vallon d’Arthur (maintenant le ruisseau Watermill) juste au nord de l’installation

principale de Sydney (renommé Kingston en 1825).