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Focus / 1998

Les gabions métalliques dans la mise en valeur des eaux

Une technique simple pour la construction d'ouvrages hydrauliques peu coûteux et durables dans les pays en développement
A partir du XVIème siècle, les ingénieurs européens ont utilisé des paniers en osier remplis de terre - appelés du nom de leurs inventeurs italiens "gabbioni" ou "grandes cages" (en haut à la droite) pour fortifier les places militaires et consolider les berges des cours d'eau. Aujourd'hui, le Service des eaux - ressources, mise en valeur et aménagement - de la FAO encourage la même technique simple - dénommée maintenant "gabions", comme blocs de construction d'ouvrages hydrauliques peu coûteux et durables dans les pays en développement.

De nos jours, le module fait de treillis en fil d'acier a remplacé le panier en osier et les pierres ont remplacé la terre, mais la force sous-jacente des gabions -et les avantages qu'ils présentent par rapport aux ouvrages rigides traditionnels de génie civil - sont inchangés. Soumis tour à tour à des pressions et à des compressions, grâce à leur flexibilité intrinsèque, les gabions métalliques se plient mais ne se cassent pas, et leur structure conserve ainsi son efficacité. Le module étant déformable, tout changement dans la forme dû à un affaissement des fondations ou à une contrainte interne est un caractère fonctionnel et non un défaut. Il s'adapte donc à de légers mouvements de terrain et, en se déformant, il reste structurellement solide sans se fracturer.

Etant donné que les gabions sont attachés les uns aux autres, le treillis métallique résiste très bien à la pression, à l'inverse du béton. Un ouvrage en gabions peut résister à une force de pression qui mettrait à rude épreuve une construction de pierres sèches et serait vraiment dangereuse avec du béton non armé et de la maçonnerie. Le cube grillagé n'est pas destiné simplement à contenir des pierres, il renforce aussi tout l'ouvrage. Et un gabion bien fait peut résister à des années d'usure; on a examiné dernièrement un gabion construit en Italie il y a plus de cent ans pour protéger les berges d'un cours d'eau et on a pu constater qu'il était en parfait état.

Grillages verticaux. La forme des gabions a changé et est renforcée sur les côtés par un grillage à mailles plus larges. Cela aide à soutenir les côtés des cubes durant la construction, facilite les opérations de fixation et généralement renforce la structure des gabions. Ces grillages verticaux sont fixés à la base des gabions en vue de limiter le mouvement interne du remplissage en pierre et constituent un renforcement supplémentaire. Le "treillis métallique" de forme hexagonale est lui-même à double torsion et galvanisé pour résister à la pression et à la corrosion.

Le remplissage en pierre rend très perméable la structure, éliminant ainsi le besoin d'un système de drainage. Dans les ouvrages de protection des berges, la pression et la contre-pression sur les rives dues à des variations de la profondeur d'eau entre les eaux de crue et les eaux d'étiage sont donc aussi éliminées.

Selon le Service des eaux de la FAO - une construction en gabions coûte moins cher qu'un ouvrage traditionnel. On peut utiliser des pierres en petits morceaux ou des cailloux, que l'on trouve généralement près du chantier pour remplir les cubes, sans devoir recourir à des matériaux spécifiques ou à de la main-d'oeuvre spécialisée - comme des monteurs de charpente en bois ou en métal, ou des maçons. Le coût de la main-d'oeuvre est minimal car les ouvriers non qualifiés, sous la supervision de quelques ouvriers spécialisés, peuvent apprendre rapidement à ériger les gabions, à les remplir et à les fixer bout à bout avec du fil de fer galvanisé. Tout ces éléments rendent cette technique simple facile à présenter aux populations rurales qui peuvent aussi participer activement à la construction puis à l'entretien des ouvrages hydrauliques.

Les gabions peuvent aussi être fabriqués - littéralement à la main - dans les villages. Cela présente un double avantage: baisse du prix d'achat des modules et création d'une petite industrie rurale, utilisant de la main-d'oeuvre locale non qualifiée. Cela cadre avec la tendance à recourir de plus en plus à des techniques à forte intensité de main-d'oeuvre dans les projets de développement modernes.

Ouvrages types formés de gabions


Le Service des eaux de la FAO encourage l'utilisation de gabions pour divers types d'ouvrages hydrauliques:
  • ouvrages de soutènement en terre comme les revêtements des lits de fleuve, les murs de retenue et murs de pied pour les excavations dans la terre et les remblais
  • structures anti-érosion, y compris les ouvrages de défense des côtes, les berges des cours d'eau et des canaux, les petits barrages, les évacuateurs (au Niger, ci-dessus), les déversoirs, les épis et autres constructions pour la protection des réservoirs et des bords des lacs.
        Les ouvrages hydrauliques en gabions pour des structures plus larges, comme les seuils à travers les lits de cours d'eau, peuvent même être exécutés en plusieurs étapes, échelonnés dans le temps, ce qui permettra aux sédiments de se déposer sur la première couche de gabions; une fois qu'elle sera consolidée, on érigera une seconde couche par-dessus la première et d'autres sédiments s'y déposeront, et ainsi de suite jusqu'à l'obtention de la hauteur prévue du seuil.
  • Un ouvrage en gabions peut être construit sans équipement mécanique et les travaux peuvent commencer à tout moment car les premières opérations - creusement et pose des fondations - sont très simples et peuvent être effectuées à la main. De même, pour des ouvrages immergés, la première couche de gabions peut être posée dans l'eau ou dans la boue sans qu'il soit nécessaire de drainer le site. Une fois achevé, l'ouvrage en gabions sera immédiatement efficace à cent pour cent, sans qu'il soit nécessaire d'attendre - parfois jusqu'à un mois - comme c'est le cas normalement pour les ouvrages en béton. En outre, il est relativement facile d'obtenir une construction de bonne qualité en raison de la simplicité des deux matériaux de construction, c'est-à-dire les cubes métalliques et les pierres ou fragments de roche.

    Remblais et évacuateurs. Le Service des eaux de la FAO a une longue expérience en matière de construction de gabions dans divers pays du monde en développement, notamment le Botswana, l'Ethiopie, le Niger, le Nigéria, la Chine, le Viet Nam et Haïti, où les projets de mise en valeur des eaux et d'irrigation ont tous utilisé des gabions métalliques, soit importés soit fabriqués localement. Les structures les plus communes sont des barrages en terre et des ouvrages de protection contre l'érosion faits de gabions et des évacuateurs de surface en gabions.

    L'évacuateur est une composante essentielle de la structure étant donné qu'il s'agit de la partie en contact direct avec l'eau. Un évacuateur bien conçu devrait être capable de contrôler l'écoulement du trop-plein d'eau dans un réservoir et de protéger le barrage en terre contre l'affouillement et l'érosion. Toutefois, le Service des eaux avertit que si la construction d'ouvrages hydrauliques en gabions est assez simple, il faut toujours respecter les règles d'arpentage de base afin d'assurer la stabilité, et ainsi la durabilité, de l'ouvrage. En particulier, les gabions sont souvent associés à des terres de déblai ou de remblai, par conséquent la stabilité statique et la résistance intrinsèque de toute la structure et de chacune de ses composantes, individuellement, doivent être assurées.

    La conception et la construction des ouvrages en gabions n'ont pas toujours été conformes aux normes, ce qui explique l'inefficacité partielle ou totale des ouvrages due à l'affaissement excessif des fondations et, plus souvent, à l'infiltration et à la fuite progressives de l'eau le long de l'interface entre les gabions et la terre et les fondations. C'est ainsi que parfois tout l'ouvrage se dégrade peu à peu.

    Le Service des eaux prépare maintenant une série de directives et de normes pratiques à l'intention des ingénieurs de chantier pour la conception et la construction d'ouvrages en terre et en gabions. On mettra en particulier l'accent sur l'interface entre les deux matériaux de construction, précisément là où réside le risque d'échec le plus grand. La publication sera fort utile pour la conception des évacuateurs en gabions pour de petits barrages à flanc de coteau, des déversoirs d'amenée pour les périmètres d'irrigation par gravité, des épis, et d'ouvrages de protection contre l'érosion hydrique. Une série de programmes sera fournie pour mesurer la stabilité de la construction, accompagnés de manuels de l'utilisateur.

    • Visitez les pages Web du Service des eaux - ressources, mise en valeur et aménagement (AGLW)

    Publié en décembre 1998
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