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Thme 3.1 - Opration de dconstruction / reconstruction du barrage de la Visance

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Opration de dconstruction / reconstruction du barrage de la Visance

Demolition / reconstruction opration of the Visance dam

Antoinette TARDIEU ISL Ingnierie, Agence Ouest

25/27 rue Lenepveu, 49100 Angers tardieu@isl.fr

Thibault GUILLEMOT, ISL Ingnierie

guillemot@isl.fr,

MOTS CLS

Barrage multivute, barrage contreforts, construction, fond de fouille, granite, injection, btonnage

RSUM

Opration de dconstruction / reconstruction du barrage de la Visance Lancien barrage de la Visance de type multivute a fait lobjet dune opration de dconstruction-reconstruction entre 2000 et 2012. Cest un petit barrage de classe C. Les enseignements de ce projet sont prsents en phase de conception (choix entre le confortement et la reconstruction) et en phase de chantier (critres de rception du fond de fouille, injection, btonnage). Ce projet est galement compar trois autres ouvrages de mme type dont le devenir est en cours de rflexion.

ABSTRACT

Demolition / reconstruction opration of Visance Dam The former dam of Visance, which is a multiple arch buttress dam, was the object of an operation of demolition / reconstruction between 2000 and 2012. Il is a small dam of class C. The teachings of this project are presented in design phase (choice between strengthening and reconstruction)and in phase of construction (criteria of reception of the excavation, grouting, concreting). This project is also compared with three other dams of the same kind which future is in course of reflection.

1. INTRODUCTION

La communaut dAgglomration du pays de Flers dans lOrne assure sa production deau potable en rgie. Sa rserve est constitue par un barrage construit en 1952 de taille et volume modeste. Dans les annes 2000, face aux besoins croissants pour la consommation en eau potable, la CAPF souhaite surlever le plan deau.

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Les tudes pralables de maitrise duvre confie ISL concluent au sous-dimensionnement pour lvacuation des crues et que ltat de vieillissement du barrage existant nest pas compatible avec une surlvation. La solution de construire un barrage neuf se rvle tre la plus judicieuse par rapport la rhabilitation de lancien. Il est dailleurs dclar en pril imminent et mis hors service en juin 2006 par ouverture dune vote. Le nouvel ouvrage est un barrage poids en bton rehauss de 1 m et conu pour accepter une ventuelle future rehausse de 1 m. Il est construit immdiatement en aval de lancien barrage, en se servant de celui-ci comme batardeau pendant le chantier. Les travaux sont raliss dans lanne 2011 avec une mise en eau en dbut danne 2012.

Barrage de la Visance (ancien) Barrage de la Visance (nouveau)

Dpartement Orne

Anne de construction 1952 2011

Matre douvrage Institution locale avec gestion en rgie

Hauteur 8 m 11 m

Volume 0,36 Mm3 0,45 Mm3

Bassin versant 10 km2

Usage AEP

Type de barrage Votes dpaisseur 12,5 cm, inclines de 45, reposant sur des contreforts dpaisseur 25 cm (entraxe 6 m)

Barrage poids en bton de fruit amont vertical et aval 0,8 H/1V

Fondation

Rocher de type granitique (plus ou moins altr) faible profondeur, traitement par un parafouille et une semelle sous les contreforts

Ancrage du barrage au rocher de bonne qualit et rideau dinjection de 15 m de profondeur sous la bche amont

Tableau 1 : Principales caractristiques du barrage de la Visance Larticle prsente les choix damnagement retenus pour cet ouvrage et les enseignements de ce chantier. Enfin, par comparaison avec trois autres barrages de mme typologie (barrages votes multiples construits dans les annes 1950-1960), il tire quelques enseignements de ces exemples.

2. LOPERATION DE DECONSTRUCTION /RECONSTRUCTION DU BARRAGE DE LA VISANCE

2.1 Avantages / inconvnients des deux options : confortement et reconstruction

Les tudes pralables sur le devenir du barrage stalent de 2000 2006 avant que le parti dfinitif de reconstruction soit retenu. Initialement, cest laugmentation de la capacit de la retenue qui a motiv le matre douvrage engager cette rflexion. Le diagnostic du barrage a mis en vidence une insuffisance de la capacit dvacuation des crues et un non respect de la stabilit structurelle de louvrage (ferraillage insuffisant et taux de compression dans le bton important). Dautre part, ltat de vtust des btons (aciers corrods, suintements et clats de bton) ninspirait pas confiance. Lavant-projet tudie trois scnarios de confortement :

- Lpaississement par lamont des votes et la reprise des contreforts : Le principe est de reconstituer un barrage contrefort neuf autour du barrage existant. Le barrage existant sert uniquement de coffrage sur la face aval.

- Le remplissage des votes : Le principe est de construire un nouveau barrage poids. Le barrage existant sert uniquement de coffrage pour le parement amont.

- La reconstruction du barrage : Le nouveau barrage est reconstruit faible distance en aval. Lancien barrage sert de batardeau pendant la phase chantier.

Les critres de choix portent sur la difficult technique, la prennit de louvrage et la possibilit dune future surlvation.

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Solution Coupe type des travaux

Difficult technique - Prennit

Cot des travaux (base 2006)

Epaississement amont

Moyenne - Faible

3,4 M

Remplissage des votes

Forte - Moyenne

4,5 M

Re- construction

Faible - Forte

3,1 M

Tableau 2 : Coupes types des solutions tudies, avantages - inconvnients

La rutilisation du barrage existant napporte aucun intrt que ce soit en termes de cot ou davantage technique. Le confortement conduit galement un ouvrage complexe dont la prennit dans le temps est moins bonne quun nouveau barrage poids classique. Le choix damnagement se porte sur la reconstruction.

2.2 Critre de dimensionnement de la reconstruction

Le projet des travaux dfinit la construction dun barrage poids en bton de caractristiques principales : - Hauteur : 11 m sur le TN et 16 m sur fondation. - Largeur en crte 3 m.

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- Fruit de talus amont vertical et aval de 0,8 H/1V. - Longueur de 190 m contre 160 m anciennement. - Etanchit en fondation par rideau dinjection sur une hauteur de 14 m et drainage par des

drains dbouchant sur le parement aval. - Evacuateur de crue par seuil libre (avec une passerelle situe au dessus de la fosse de dissipation

dnergie). - Tour de prise quip de deux puits (sec et en eau) avec une galerie rejoignant le pied aval.

La crte de barrage est 236 mNGF pour une retenue normale 233,75 mNGF dfinie par :

- La cote de retenue normale (aprs rehaussement possible 234,75 mNGF). - La cote de PHE (crue millnale), le niveau deau est augment de 10 cm pour la crue de scurit

(T=5000 ans). - Une revanche gale la hauteur de dferlement des vagues divise par 2 (150 km/h sur RN ou

70 km/h sur PHE), - Un arrondi 25 cm supplmentaire. - Une plinthe pleine de hauteur 40 cm sur le garde-corps amont.

La stabilit du barrage est vrifie en considrant les paramtres :

- Un bton de poids volumique 24 kN/m3, cohsion 100 kPa sur les reprises de btonnage et angle de frottement de 45.

- Un rabattement des sous pressions de 50% au niveau du voile dtanchit. - Un rocher de fondation de cohsion effective 71,5 kPa et dangle de frottement 56,7. Ces

caractristiques sont issues de la mthode dHoekBrown (cf. tableau 3).

2.3 Enseignements de ce chantier de construction dun petit barrage poids

2.3.1 Adaptation du niveau de fond des fouilles

La difficult lors du chantier est de se fixer un critre de rception du fond de fouille, en lien avec les paramtres de dimensionnement retenus en phase tude et avec ltat du rocher de fondation. La trs forte htrognit des caractristiques mcaniques de la fondation prsente un caractre alatoire et discontinu (altration en place de la roche par laction chimique des eaux dinfiltrations).

Figure 1 : Vues du fond de fouille

Dans les calculs de dimensionnement, le critre de rupture du sol de fondation est dduit de la mthode dHoekBrown avec les paramtres suivants et dans la gamme des contraintes transmises par louvrage (N < 300 kPa).

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Paramtre Caractrisation de la roche Valeur du paramtre

ci (rsistance la compression)

Valeur minimale trouve lors des crasements de carottes 26 MPa

GSI (tat de fracturation de la roche)

Constitue de blocs forms par de nombreuses discontinuits. Etat de surface moyen

35

mi (nature de la roche) Granodiorite 29

D (indice de dislocation) Mode dexcavations rocheuses sans utilisation dexplosifs 0,7

Tableau 3 : Paramtres de Hoek-Brown Lors du chantier, nous avons fix un critre de rception du fond de fouille bas sur la classification AFTES. Des relations entre cette classification et lapprciation du rocher (ci et GSI) nous conduit fixer un niveau darrt G1 avec :

- G0f et G0r acceptable, notamment sur les plots de rive, et sur une surface infrieure 50% de la base du plot.

- Purge des G0s sur une sur-profondeur dau moins 50 cm.