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  • Mai-Juin 1949

    BLINDAGE DEDU BARRAGE

    LA HOUILLE BLANCHE

    LA GALERIE DEDE ROSSENS

    VIDANGE(SUISSE)

    285

    THE IRON L1NED EVACUATION GALLERY OF THE ROSSENS DAM (SWITZERLAND)

    J. TRUBIngnieur Diplm E. P. Z.

    English synopsis p. 226

    Le barrage de Rossens, construit par lesEntreprises Electriques Fribourgeoises, Fri-bourg, et situ sur la Sarine, peu prs mi-chemin entre Fribourg et Bulle, a t achev enautomne 1948. Le bassin naturel d'alimentation

    de cette rivire est trs tendu et ne comprendque fort peu de glaciers. De ce fait, le rgimede la Sarine est minemment torrentiel. DesCrues trs importantes se produ isent toutepoque de l'anne: au printemps la fonte des

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    fig. 1Plan de situation (aimablement Ill., i, n~tre disposition par les E. E. F.)

    Article published by SHF and available at http://www.shf-lhb.org or http://dx.doi.org/10.1051/lhb/1949040

    http://www.shf-lhb.orghttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1949040

  • 286 LA HOUILLE BLANCHE Mai-Juin 1949

    neiges, en t par temps d'orage, en automneou moment des fortes pluies et en hiver lorsdes coups de fhn. Le dbit d'tiage est del'ordre de grondeur de 5 m"/sec. tandis que,par exemple, lors de la crue exceptionnelle du23 novembre 1944, le dbit a pass en moins de24 heures, de 75 570 m"/sec. Ces chiffresdonnent une ide de l'importance des crues etde leur rapidit. Bien que le barrage de Rossensoit principalement pour but d'accumuler lescrues et de rgulariser ainsi le dbit de laSarine au profit des usines hydrolectriquessitues en aval et en particulier de celle d'Hau-terive, directement alimente par le lac ainsicr, il fallait cependant munir le barrage

    d'ouvrages capables d'vacuer intgralementles crues pour le cas o elles surviendraientinopinment lorsque le lac serait dj sonniveau maximum. L'eau ne devant pas se d-verser par-dessus le barrage, le principal de cesouvrages est l'vacuateur de crues, voir figure l,situ sur la rive droite' quelques mtres en des-sous de la crte du barrage et pouvant dbiterau maximum 350 m"/sec. Lorsque cet va-cuateur s'avre insuffisant, il est second soitpar les 2 conduites de vidange places ou pieddu barrage, d'un dbit de 140 m"/sec. chacune,soit par la galerie de vidange bronche sur lagalerie d'amene l'usine d'Hauterive et capa-ble elle seule d'assurer un dbit de 270 m"/sec.

    Pression intrieure max.

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    92.30

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    fig. 2Plan et lvation de la galerie de vidange, avec diagrammes

    des pressions intrieures et extrieures servant de base au calculdu blindage.

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    3.Jfig. 3

    Coupes longitudinale et transversales de' la culotte.

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    l1i!llY1139

    6-1

  • 288 LA HOUILLE BLANCHE Mai-Juin 1949

    Le but de cet article est de donner une des-cription dtaille du blindage de cette galeriede vidange, dont la fourniture a t assure parles soins de VEVEY.

    Gnralits.

    La galerie de vidange ayant un diamtre de4 m., la vitesse maximum de l'eau est de l'ordrede grandeur de 22 m./sec. Comme elle est per-ce dans la molasse et qu'elle se trouve proximit du barrage, on comprendra sanspeine pourquoi il a fallu la blinder sur toute salongueur.

    Le lot attribu VEVEY commence partirdes vannes de scurit installes au- fond d'unpuits pour se terminer l'entre de la vanne devidange dbouchant directement dans la Sarine,voir figure 2.

    La galerie dbute par une section rectangu-laire d'une largeur de 3 m. 50 et d'une hauteurde 5 m. qui se transforme graduellement pourdevenir, 10; m. plus loin, une section circulairede 5 m. de diamtre. Cette partie est commune la galerie d'amene et celle de vidange. Apartir de l commence la bifurcation des deuxconduites, partie dnomme culotte et dont lesdiverses sections sont reprsentes par la fi-gure 3. La branche de droite, rectiligne, faitpartie de la galerie d'amene et a un diamtrede 5 m. La branche de gauche, curviligne, assurela 1iaison avec la galerie de vidange proprementdite, laquelle dcrit en plan un arc de cercle de94 m. de rayon et ramne ainsi l'eau dans laSarine. A l'aval, la galerie passe de nouveau dela forme circulaire la forme rectangulaire pourpouvoir se raccorder la vanne de vidange. Lapente de la galerie est de 6,8 %. Son extrmiten aval est la cote 625, tandis que le niveau

    fig. 4-Cintres de la culotte.

  • Mai-Juin 1949 LA HOUILLE BLANCHE 289

    maximum de la retenue est la cote 677. Laconduite est donc soumise une pression int-rieure correspondant une colonne d'eau de52 m. lorsque la vanne de vidange est ferme,ce qui est normalement le cas. Cependant, ilfallait aussi envisager le cas inverse, celui quise prsente lorsque la vanne de scurit enamont est ferme et que la galerie est vide.Comme celle-ci se trouve dans le voisinage dulac il est possible que le blindage de la galeriesoit soumis, par suite d'infiltrations, unepression extrieure variant de 40 m. d'eau enamont jusqu' zro en aval. Les diagrammes dela figure 2 indiquent les valeurs admises pourles pressions intrieures et extrieures servantde base au calcul du blindage.

    On conoit que ces deux cas de charge diam-tralement opposs aient soulev des problmesrarement rencontrs jusq' ce jour, surtout sil'on tient compte des grandes dimensions del'ouvrage.

    L'enveloppe de la galerie est en effet consti-tue par un blindage en tle d'acier qui doittre parfaitement tanche, celui-ci est enrobde bton servant de liaison entre le blindage etle molasse dont le module d'lasticit varie entre20.000 et 30.000 kg/cm".

    Le principal problme lucider tait doncde dterminer la rpartition des efforts dus lapression hydraulique entre le blindage en acier,le revtement en bton et la roche molassique.La littrature technique n'est pas encore trsriche dans ce domaine (1).

    Pour parer aux incertitudes des calculs et auximperfections invitables de l'enrobage enbton, il fallait choisir pour le blindage unetle capable de subir, sans se rompre, d'impor-tantes dformations. On a adopt la quai itS.M. chaudire l, dTune rsistance la tractionde 34 42 kg/mm' et d'un allongement spci-fique de 21,6 27 %, mesur sur !ongueprouvette.

    Culotte et cnes de raccordement.

    Comme l'indique la figure 3, le blindage dela culotte est entour d'une paisseur de btonvariant entre 0,60 et 2,00 m. L'espace disponible

    (1) Nous prions nos lecteurs que cette question intresse, debien vouloir se reporter aux tudes rcemment parues dans Je"Bulletin Technique de la Suisse Romande ", N 17, 1947 (suite paratre en t 1948), dans la Schweizerische Bauzeitung ,N 14, Bd. 124, 1944, et dans < Cours d'Eau et Energie,N' 11/12, 1947.

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    //MBI +22,9 "-/

    =+23,3

    lliflTeY 1140-1

    fiq. 5Coupe 5-5 de la culotte (voir fig. 3) avec diagrammes des momentsflchissants d'un cintre transversal, dus la pression extrieure.Le diagramme 1 est tabli en supposant que la distance A-A estinvariable (largissement empch par le rocher, par deux ractions

    horizontales).Le diagramme JI se rapporte au cas o la dformation du cintre

    est compltement libre (sans ractions horizontales).

    entre la tle et la roche a permis de munir lebl indage de cintres extrieurs, sous forme depoutres triangules en fers profils, qui avaient rempl ir les deux buts suivants:

    1. Servi r de gabarit pour le montage des tlesde blindage de grand format, les cintrestant monts en premier lieu dans la galerie,voir figure 4.

    2. Armer le bton et crer ainsi une coquerigide en bton arm, rsistant aux effortsde compression et de flexion dus tantt la pression intrieure, tantt la pressionextrieure.

    La figure 5 montre la courbe admise parcalcul des moments flchissants d'un cintretransversal, caractristique de la culotte, soumis la pression extrieure. Il est vident que plusla forme du blindage diffre de celle d'un cercle,plus les moments flchissants sont importants.En plus de ces sollicitations qui intressent l'en-veloppe en bton arm tout entire, il fallaitassurer la rsistance de la tle seule unepression d'eau ventuelle entre tle et bton.Cette condition a t ral ise par des ancragesen fers plots 50 X 10 mm. Dons les rgionsplanes de la culotte, la tle a une paisseur de20 mm. et elle est calcule comme supportepar points aux endroits des ancrages. Dons lesparties cintres, l'paisseur du blindage a putre rduite 12 mm. du fait de l'effet de vote.L'excution de la culotte a t rendue porticu-

  • 290 ----~--------------------- LA HOUILLE BLANCHE Mai-Juin l'YI9

    fig. 6Cne de l'amont en montage.

    lirement complique par le fait qu/elle devaitraliser le raccordement de deux conduites encourbe de diamtre diffrent

    lI/ un de 5 et I/autre

    de 4 m.

    La partie coniquel

    I/amont de la culotte l at arme d/une faon analogue. Sa constructionest reprsente par la figure 6 1 vue prise engalerie.

    La figure 7 reprsente le cne de I/avai i rac-:ordant la conduite la vonne de vidange l deconstruction semblable celle de I/autre cane.

    Galerie.

    La galerie proprement dite l d/un diamtreconstant de 4 m. etd/une longueur totale d/en-viron 134 m. a t calcule d/aprs une mthodepublie dons te Bulletin technique de la Suisseromande 1 mentionn prcdemment. Confor-mment ou diagramme des pressions extrieures(fig. 2L I/paisseur du blindage varie entre10 mm. I/amonti 9 mm. ou milieu et 8 mm. I/avai. La distance des pottes d/ancrage en fersplats 50 X 10 mm. est de 250 300 mm.

    Montage.

    Etant donn les grondes dimensions de I/ou -vrage l le transport du bl indage ne pouvaits/effectuer qu/en pices dtaches. Celui-ci siestfait par train jusqu/ Bulle et de l par camions.Le travail d/atelier se rduisait donc au chan-freinage et au cintrage des tles et la fabri-cation des cintres. L/assemblage des tles parsoudure lectrique

    ltravail le plus important et

    le plus difficilel

    a t excut sur place. /\ ceteffetl la chambre des vannes l recouvrant le puitsde celles-cil a t provisoirement agrandie et lavoie de roulement du pont roulant qui le dessertiprolonge. De cette faon l on a amnag unatelier de soudure d/une hauteur respectable de16 m'

    Idans lequel on a pu excuter l dans les

    meilleures conditions possiblesl

    I/assemblage etla soudure des viroles. Celles-cil une fois termi-nes

    ltaient descendues dans le puits des van-

    nes au moyen du pont roulant et amenes pied d/ceuvre par une voie Decauville sur laquellecirculait un chariot spcialement construit pourfaciliter la mise en place rapide de la virole. Lecentrage de deux viroles conscutives tait as-sur par un anneau extrieur l soud au pralable

    fig. 7Cne de l'aval assembl provisoirement en atelier.

  • fig. 9Cne de l'amont; au fond les rainures des vannes de scurit et le trou d'aration

  • 292 LA HOU 1LLE BLANCHE Mai-Juin 1949

    l'extrmit en amont de chaque virole. Pourempcher la dformation de celle-cI pendant sontransport, sa mise en place, et son btonnage,des cintres mtall iques extensibles taientmonts et fortement serrs tous les l m. 50 l'intrieur de la virole, voir figure 8. Ces cintres,qui n'taient enlevs qu'aprs la prise du bton,facilitaient aussi le raccordement des viroles.

    Le montage s'est donc fait de l'aval versl'amont en commenant par le cne de raccor-dement en aval (figure 7).

    Chaque virole de la galerie circulaire taitraccorde la prcdente par une soudure cir-culaire excute de l'intrieur seulement, carl'espace libre entre le blindage et le rochern'tait que d'environ 25 cm. Pour la culotte etles cnes de raccordement, cet espace tantbeaucoup pl us grand, les soudures ont pu trefaites de l'intrieur et de liextrieur. Ds qu'untronon d'environ 10 m. tait termin, on proc-dait son btonnage au moyen d'une pompe bton. Ce travail durait environ 24 heuresconscutives pendant 1esquelles tous travaux dechaudronnerie taient rendus impossibles par laprsence de la pompe bton, et des matriauxncessaires au btonnage. Pour parfaire au re-trait du bton et raliser une liaison aussiparfaite que possible entre le blindage et lamolasse, un mortier de ciment a t inject sousune pression de 4 atm. au travers de trousfilets, mnags cet effet dans la tle raisonde 3 en moyenne par mtre courant de galerie.Bien entendu, ces injections ont t faites nonseulement dans la partie cylindrique de la

    W'VY 1141

    fig. 8

    Cintres mtalli~Ques provisoires empchant la dform,ation dublindage pendant l'assemblage, le transport et le betonnage.

    galerie mais aussi pour la culotte et les dUXcnes. Le bl indage a parfaitement rsist cettepreuve sous pression locale.

    Pour terminer, mentionnons encore que lematre de l'uvre a fait nettoyer l'intrieur dela galerie au jet de sable, puis recouvrir le ferainsi mis nu de 3 couches de peinture basede ,itume.

    (Article reproduit du Bulletin Technique Vevey, 1948).

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