Barrage-poids, voûte, contreforts ou remblai : comment on choisit et construit un barrage

Hydroélectricité · Par la rédaction de Hauteur de chute · Publié le 2026-10-29

Photographie en noir et blanc du barrage à contreforts de Roselend et de son lac sous la brume — Le barrage de Roselend (Savoie), en période de basses eaux. Photo : Nicolas Vigier, via Wikimedia Commons, CC0.

Un barrage n'est pas un mur posé en travers d'une rivière. C'est un ouvrage qui doit résister en permanence à la poussée de l'eau, aux sous-pressions qui s'infiltrent dans ses fondations, aux crues exceptionnelles et au temps. Selon la largeur de la vallée, la qualité de la roche et les matériaux disponibles sur place, les ingénieurs ont mis au point plusieurs familles d'ouvrages. Les reconnaître permet de lire un paysage de montagne, et de comprendre pourquoi un chantier comme celui de Roselend, en Savoie, a mobilisé des milliers d'ouvriers pendant sept ans.

Le problème à résoudre : la poussée de l'eau

L'eau retenue exerce sur le parement amont une poussée qui croît avec la profondeur : à 100 mètres sous la surface, chaque mètre carré du barrage supporte environ 100 tonnes. À cette force horizontale s'ajoute la sous-pression, c'est-à-dire l'eau qui s'infiltre sous l'ouvrage et tend à le soulever. Tout l'art du constructeur consiste à renvoyer ces efforts vers le sol, soit par le poids de l'ouvrage, soit par sa forme, qui reporte la charge sur les rives. C'est ce qui distingue les grandes familles de barrages.

Le barrage-poids : résister par la masse

Le barrage-poids est le plus intuitif. Son profil est triangulaire, large à la base et étroit au sommet, et il tient par sa propre masse : le frottement de sa base sur la fondation empêche le glissement, et son poids empêche le basculement. Il demande beaucoup de béton (ou de maçonnerie pour les ouvrages anciens), mais il s'accommode de vallées larges et de fondations rocheuses de qualité moyenne. Sur le Rhône, le barrage de Génissiat, mis en service en 1948 dans les gorges entre l'Ain et la Haute-Savoie, appartient à cette famille.

Le barrage-voûte : reporter la charge sur les rives

Dans une gorge étroite aux flancs solides, on peut construire un ouvrage beaucoup plus mince, courbé vers l'amont. Comme une arche couchée, la voûte transmet la poussée de l'eau aux deux rives, qui travaillent en compression. L'économie de béton est considérable, mais la qualité de la roche des appuis devient décisive : si un appui cède, la voûte perd sa raison d'être. Les Alpes françaises en comptent de nombreux exemples, comme le barrage de Tignes, haut de 180 mètres, mis en eau en 1952 au prix de l'engloutissement de l'ancien village, ou le barrage de Monteynard sur le Drac.

Lire une vallée

Vallée large et fond de bonne qualité : barrage-poids. Gorge étroite aux flancs de roche saine : voûte. Fondation déformable, ou matériaux meubles abondants sur place : remblai. Vallée trop large pour une voûte unique mais rocheuse : voûtes multiples ou contreforts. Ces règles simples guident les premières études, que la géologie détaillée vient ensuite confirmer ou contredire.

Contreforts et voûtes multiples : alléger le poids

Le barrage à contreforts remplace le massif plein du barrage-poids par une série de murs verticaux, les contreforts, qui soutiennent une paroi amont. Cette paroi peut être une dalle plane ou une succession de petites voûtes appuyées sur les contreforts. Le volume de béton diminue fortement, et la sous-pression s'échappe entre les contreforts au lieu de soulever l'ouvrage. En contrepartie, la construction est plus complexe et les coffrages plus nombreux.

Roselend combine ces principes. Ses concepteurs, le bureau d'études Coyne et Bellier, ont associé une voûte centrale et une longue série de contreforts pour fermer une vallée trop large pour une voûte seule : l'ouvrage, de type poids-voûte à contreforts, mesure environ 150 mètres de haut pour 804 mètres de longueur en crête.

Les barrages en remblai : la terre et le rocher

Les barrages en remblai sont faits de matériaux naturels compactés : terre, alluvions ou blocs de rocher (on parle alors d'enrochement). Leur profil est très large et leur pente douce. Comme ces matériaux laissent passer l'eau, il faut un organe d'étanchéité : un noyau d'argile au centre, ou un masque en béton ou en enrobé bitumineux sur le parement amont. Ils supportent mieux que les ouvrages en béton les fondations déformables, et utilisent des matériaux extraits à proximité. Leur point faible est la submersion : un remblai qui déborde peut être érodé en quelques heures, d'où l'importance de déversoirs de crue largement dimensionnés. Le barrage de Grand'Maison, en Isère, bassin supérieur de la plus puissante station de pompage française, est un barrage en enrochement (voir STEP : le stockage par pompage).

Construire Roselend : un chantier de haute montagne

Le chantier de Roselend illustre ce que représente la construction d'un grand barrage alpin. Les travaux ont commencé en 1955 ; la retenue a commencé à se remplir en 1960, l'usine de La Bâthie a produit dès 1961 et l'ouvrage a été achevé en 1962. Près d'un million de mètres cubes de béton ont été coulés, au rythme de 1 500 à 2 000 mètres cubes par jour selon les descriptions de l'ouvrage. La mise en eau a noyé le hameau de Roselend, dont la chapelle a été reconstruite au bord du lac.

Un tel chantier suit des étapes qui varient peu d'un ouvrage à l'autre :

Les reconnaissances : sondages, galeries de reconnaissance et essais d'eau dans la roche, pour vérifier la qualité des appuis et l'étanchéité de la future cuvette.
La dérivation de la rivière, par une galerie ou un batardeau, pour travailler à sec dans le fond de vallée.
Les fouilles jusqu'au rocher sain, puis le traitement de la fondation : injections de coulis de ciment formant un « voile d'étanchéité », et forages de drainage pour évacuer les sous-pressions.
Le bétonnage par plots, blocs coulés séparément pour limiter l'échauffement du béton lors de la prise, puis l'injection des joints entre plots.
Les organes annexes : prise d'eau, vidange de fond, évacuateur de crues, galeries d'auscultation.
La première mise en eau, progressive et étroitement surveillée, qui constitue le véritable test de l'ouvrage.

À Roselend, le barrage n'est qu'une partie de l'aménagement : l'eau rejoint par une galerie et une conduite forcée d'environ 13 kilomètres l'usine souterraine de La Bâthie, dans la vallée de l'Isère, qui exploite un dénivelé de plus de mille mètres. Le principe de cette transformation de la chute en électricité est détaillé dans notre article Comment fonctionne une centrale hydroélectrique, et la place du Beaufortain dans le parc régional dans L'hydroélectricité en Auvergne-Rhône-Alpes.

Après Malpasset : surveiller les barrages

Le 2 décembre 1959, le barrage-voûte de Malpasset, au-dessus de Fréjus, a cédé lors de sa première montée en charge importante, après des pluies exceptionnelles. La vague a fait 423 morts. L'enquête a mis en cause la roche de l'appui gauche, et non le béton de la voûte. La catastrophe a profondément transformé la réglementation française : création d'un comité technique permanent des barrages, généralisation de l'auscultation, contrôle de l'État sur la conception et l'exploitation.

Aujourd'hui, le code de l'environnement (article R. 214-112) répartit les barrages en trois classes, A, B et C, selon leur hauteur H en mètres et un indicateur combinant cette hauteur et le volume V de la retenue en millions de mètres cubes, H² × √V. Un ouvrage relève de la classe A s'il mesure au moins 20 mètres et si cet indicateur atteint au moins 1 500. Les obligations du propriétaire ou du concessionnaire en découlent : dossier de l'ouvrage, consignes de surveillance en crue, rapports d'auscultation, étude de dangers pour les classes A et B, et revue de sûreté pour les plus grands. Les services de contrôle de la sécurité des ouvrages hydrauliques des DREAL vérifient le respect de ces obligations.

Les grands barrages, ceux de plus de 20 mètres de haut retenant au moins 15 millions de mètres cubes, font en outre l'objet d'un plan particulier d'intervention : zone de proximité immédiate équipée de sirènes, cartographie de l'onde de submersion, information des populations.

Instruments et visites : la vie d'un barrage

Un barrage en béton est truffé d'instruments : pendules qui mesurent les déplacements de la crête, piézomètres qui suivent les sous-pressions, débitmètres sur les drains, extensomètres, mesures topographiques. Les relevés sont comparés à des modèles qui prévoient le comportement normal de l'ouvrage selon le niveau de la retenue et la température. Une dérive lente, une fuite qui augmente, une fissure qui s'ouvre déclenchent des investigations. C'est ce suivi qui garantit la sécurité d'ouvrages conçus pour durer plus d'un siècle.

La forme d'un barrage se lit dans la vallée qu'il ferme ; sa sécurité, dans les mesures qu'on y relève chaque semaine.

Sources

Code de l'environnement, article R. 214-112 (classement des barrages), dans sa rédaction issue du décret n° 2015-526 du 12 mai 2015, Légifrance.
Ministère de la Transition écologique, Ouvrages hydrauliques : barrages et digues, page de politique publique (consultée en 2026).
Code de la sécurité intérieure, article R. 741-18 (plans particuliers d'intervention des grands barrages).
« Barrage de Roselend », Wikipédia (caractéristiques et chronologie du chantier, consulté le 29 octobre 2026).
Bureau d'enquêtes et d'analyses sur les risques industriels (BARPI), fiche sur la rupture du barrage de Malpasset (1959).