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Barrage du Chambon Ouverture de la vidange de fond d'origine Chambon dam Openin

Barrage du Chambon Ouverture de la vidange de fond d'origine Chambon dam Opening of the original bottom outlet J.-C. Millet Electricité de France Groupe Régional de Production Hydraulique « Alpes », Grenoble 1. Généralités 1.1. Description des ouvrages (Fig. 1) Le barrage du Chambon est un barrage poids en béton de 135 m de hauteur au-dessus des plus basses fonda- tions, et dont l'extrémité rive gauche - qui porte l'évacuateur de crues -est implantée en arc de cercle. Il a été construit de 1929 à 1935 au droit d'un verrou glaciaire de la Romanche, à 9 km environ en amont de Bourg D'Oisans. Il crée une retenue de 48,5 Mm 3 , à la cote maximale de 1040 m, qui est actuellement utilisée comme réserve saisonnière pour les chutes du Chambon et de St Guillerme. Ces deux chutes seront prochaine- ment remplacées par un nouvel aménagement, actuelle- ment en cours de construction, ce qui permettra un accroissement sensible des performances énergétiques actuelles de la chute. Les caractéristiques hydrologiques au droit de ce bar- rage sont les suivantes: cours d'eau : La Romanche (affluent de l'Isère), - Bassin versant naturel au barrage: 254 km 2 . - Bassin versant réel au barrage: 336 km2 . (82 km2 sont rattachés à la retenue grâce à l'adduction complémentaire du Ferrand), - Débit annuel moyen de la rivière: 10,9 m 3 /s, -- Débit moyen journalier de la plus forte crue connue: 116m 3/s(en 1968), - Débit moyen journalier maximal de fréquence décen- nale: 44m 3/s, au mois de juin. BA R R AG E\\ r t Figure 1 - Barrage du Chambon. Vue en plan. LA HOUILLE BLANCHE/N" 3/4-1983 Article published by SHF and available at http://www.shf-lhb.org or http://dx.doi.org/10.1051/lhb/1983025 276 LA HOUILLE BLANCHE(N" 3(4-1983 ~o JO -~ Figure 2 - Barrage du Chambon. Vue en amont. La retenue du Chambon a une capacité utile de 48,5 Mm 3 . Une première usine, implantée au pied du barrage, peut turbiner un débit maximal de 13 m 3 /s (prise d'eau à 975,50). La deuxième, sise à l'aval des gorges de La Romanche, est raccordée en série avec la première. Le barrage est équipé d'une vidange profonde (seuil à 959,45) évacuant au maximum 110 m3/s, et de 4 évacuateurs de surface (seuils à 1036,50) permettant un transit total de 440 m 3/s. Une vidange auxiliaire peut se faire éventuellement à la cote 970,30 au moyen des deux conduites d'amenée à l'usine du Chambon (débit maximal: 2 fois 50 m 3 /s à retenue pleine). 1.2. L'alluvionnement dans le barrage du Chambon (Fig. 2) L'alluvionnement dans la retenue du Chambon s'est développé avec ses caractères particuliers inhérents à la géologie du bassin versant, à l'hydrologie et au relief. Si la rive gauche est dominée par le massif ancien cristal- lin de la Meige peu érodable, par contre en rive droite les dépôts sédimentaires de lias en grande partie schis- teux, sans végétation et à fortes pentes sont très friables et très sensibles à l'érosion du gel et des eaux. La retenue du Chambon joue un rôle de bassin de décantation et le processus classique d'alluvionnement s'y développe sous deux aspects principaux: - Formation d'un delta en matériaux grossiers en tête de la retenue. - Formation d'un lac de vase plus ou moins consolidé à l'aval. Ces aspects ont été confirmés par des analyses de prélèvements faits en divers points de la retenue pendant la vidange de l'hiver 1980/81. Immédiatement à l'amont du barrage, l'alluvionne- ment atteignait le niveau 968 en 1960, soit au-dessus du lit naturel de la Romanche, il atteignait encore le niveau 968 en février 1980 malgré une vidange totale jusqu'au niveau 952 en 1962. 1.3 Les ouvrages de vidange de fond (Fig. 3) La vidange de fond d'origine, implantée au pied du plot 7-8, est constituée d'un tube métallique de (j) 2,25 m à l'amont et de CD 1,97 m à l'aval, de 64,30 m de longueur bloqué dans le béton. Le seuil de cette vidange est à la cote 951.48 NGF. Cette vidange a du être désaffectée en 1962, à la suite de désordres graves dans son fonctionnement, désordres causés par un envasement important du pied amont du barrage et par la présence de nombreux débris solides contre les grilles de prise de cette vidange. Figure 3 - Barrage du Chambon. Profil schématique. J.-C MILLET 277 En 1962, on a donc obturé l'extrémité aval du tuyau par un fond plein dynamitable, monté à l'aval immédiat de la vanne de garde d'origine, après avoir démoli toute la superstructure accessible de la grille d'entonnement amont. Une deuxième vidange profonde a été mise en service au même moment. Calée 8 m plus haut que la précé- dente, à la cote 959 environ, cette dernière a été réalisée dans le tunnel de l'ancienne R.N. 91. 1.4. Situation début 1981 - De l'envasement Une vidange de la retenue a été réalisée pendant l'hiver 1979/80, par ouverture de la vanne de nouvelle vidange de fond, pour réaliser les déroctages de la prise d'eau de Saint Guillerme Il. Le niveau du lac a été baissé jusqu'à la cote 963 environ, pendant une période de 2 mois, avec des débits d'apports variables de 2 à 10 m 3/s environ. Cette disposition a eu pour effet de purger la retenue jusqu'à cette cote et de connaître exactement la hauteur de vase restante au-dessus du pertuis de l'ancienne vidange de fond: environ 10 m. - Des travaux Pendant l'hiver 1980/81 il était nécessaire d'effectuer les travaux suivants: - Achèvement de la prise d'eau de l'aménagement de Saint Guillerme Il. - Remplacement des grilles de la nouvelle vidange de fond. - Ouvrage d'appui d'un futur masque d'étanchéité à l'amont du barrage. Cette perspective incitait à essayer de réaliser une vidange de la retenue la plus basse possible et condui- sait à envisager la remise en service de la vidange de fond d'origine. 2. Conditions de remise en service de l'ancienne vidange de fond (Fig. 4) La remise en service de cet organe supposait: 1 - Un bon fonctionnement hydraulique malgré le niveau d'alluvionnement amont. 2 - Un bon fonctionnement mécanique au moment de l'ouverture. ~."" ..... , .'< ,..•" •••_'." I.".~ ..... Figure 4 - Barrage du Chambon. Remise en service de l'ancienne vidange de fond. Forages de reconnaissance et d'alimentation en air comprimé et en eau sous pression. 278 LA HOUILLE BLANCHE/N" 3/4-1983 Pour s'assurer des meilleures chances de succès, ces deux problèmes ont été étudiés et résolus par l'adoption de mesures et l'exécution de travaux préparatoires. 2.1. Mesures prises pour assurer un bon fonctionnement hydraulique Deux mesures ont été adoptées à cet effet. ouverture de la vidange sous une charge de 30 m envi- ron afin de profiter de l'effet de pression. mise en place d'un dispositif comportant 8 forages (2 dans le conduit, 6 de part et d'autre et au-dessus du pertuis d'entrée) pouvant être alimentées. - soit en air sous pression (7 bars) -- soit en eau sous 12 bars de façon à créer un brassage et une émulsion facilitant le transit de la vase. Cette disposition a nécessité la mise en place d'une station de compression de 600 CV et d'une conduite forcée d'un diamètre de 400 mm sur une longueur de 500 m environ permettant le captage partiel d'un affluent rive droite. 2.2. Mesures prises pour assurer un bon fonctionnement mécanique Des mesures ont été prises dans ce sens. -- Une révision complète de la centrale oléodynamique de la vanne. - L'ouverture de la vanne à lunette en pression équili- brée, le fond plein étant en place afin de solliciter le moins possible le matériel d'origine. - Le dynamitage des boulons explosibles du fond plein - Cette dernière opération délicate, puisque encore jamais réalisée, a nécessité l'analyse des aciers des boulons, des essais préalables sur quelques douilles et une synchronisation parfaite du tir des différentes douilles. Les deux dernières phases de cette opération ont fait l'objet d'une coordination très précise afin de satisfaire à toutes les règles de sécurité vis à vis des personnes intervenantes sur le matériel. 3. Déroulement des opérations - Résultats. L'ouverture de l'ancienne vidange de fond s'est réalisée le 7 janvier 1981 à 10 h 15. L'analyse des aciers et l'étude des contraintes ont conduit à laisser en place dix douilles dynamitables. Le tir a été instantané sur tous les éléments, la pression intérieure devant faire sortir le fond de son logement. Aussitôt le tir exécuté, le fond plein s'est détaché et un boudin de vase consistante d'une longueur de 30 à 40 m est sorti, laissant place petit à petit à un flot boueux dont le débit a été estimé en valeur maxi- male à 45 m 3/s environ. Une heure avant l'opération et pendant toute la période de vidange du culot les injec- tions d'eau ont été laissées en service ;jusqu'à la vidange totale il n'yeu aucun mouvement important de vases susceptibles de venir obstruer le pertuis d'entrée. Le dévasage amont a été effectif entre le barrage et l'ancien batardeau datant uploads/Ingenierie_Lourd/ calculs.pdf