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Cours d’exploitation des ouvrages . Exploitation des Barrage 1. Introduction Le

Cours d’exploitation des ouvrages . Exploitation des Barrage 1. Introduction Le rôle des barrages est de retenir une réserve d’eau pour des utilisations multiples : fourniture d’énergie, alimentation en eau, irrigation, soutien d’étiage, maîtrise des crues, etc.. Ces ouvrages présentent des enjeux importants, sur le plan de la sécurité publique, car leur rupture aurait des conséquences catastrophiques, mais aussi sur le plan de l’économie des installations, en raison de l’importance des coûts d’une indisponibilité et des travaux de maintien en état. En conséquence, les fonctions attendues des barrages, stabilité structurelle et étanchéité, doivent être contrôlées, pour s’assurer en permanence de leur intégrité et de leurs performances, sous le double aspect de la sécurité publique et de l'économie d'exploitation. Les processus de vieillissement peuvent à la longue altérer les fonctions essentielles que sont la stabilité et l'étanchéité, mais également influer sur les conditions d'exploitation. Les causes possibles de ce vieillissement sont multiples, physiques, chimiques ou biologiques. Il importe donc, d'identifier au plus tôt ces processus de vieillissement et de diagnostiquer leur niveau de gravité et de nocivité. Sur la figure ci-dessous, est représenté le principe d’exploitation d’un barrage 2. Gestion de fonctionnement Les objectifs d’une bonne gestion du fonctionnement d’un barrage sont : 1 Cours d’exploitation des ouvrages . 3. La surveillance 2 Cours d’exploitation des ouvrages . La surveillance des barrages a pour objectifs : Pendant la construction et la première mise en eau, on cherche essentiellement à comparer le comportement de l'ouvrage par rapport aux prévisions du projet, que ce soit pour vérifier certaines hypothèses de calcul, pour valider les résultats de ces calculs ou pour vérifier la pertinence de tel ou tel choix technique. La première mise en eau fait l'objet de consignes particulières de gestion de la retenue, de surveillance visuelle et de suivi d'auscultation. En règle générale, la présence permanente de l'exploitant est exigée pendant toute cette phase. Le propriétaire (ou le concessionnaire) doit rédiger un rapport de première mise en eau qui indique les éventuelles modifications par rapport au projet et analyse le comportement réel du barrage. En phase d'exploitation, comme déjà indiqué, les objectifs essentiels sont la sécurité de l'ouvrage et la maîtrise des coûts d'exploitation. On cherche donc à déceler tout signe avertisseur de changement dans le comportement de l'ouvrage, ce qui amène à s'intéresser d'une part à l'apparition de phénomènes nouveaux et d'autre part aux évolutions lentes liées au vieillissement. Il faut garder en mémoire que, passée la première épreuve de la mise en eau et en dehors d'événements exceptionnels tels que crues et séismes, la rupture d'un barrage en exploitation est toujours précédée de signes avertisseurs. Enfin, un dernier objectif, commun aux deux phases ci-dessus est le retour d'expérience pour l'ingénierie, ce retour d'expérience étant valorisé autant sur les futurs projets que sur le suivi des autres barrages d'une même famille (un phénomène constaté sur un barrage peut se produire sur un autre barrage semblable). Cela concourt à garantir, sur le long terme, d'une part la sûreté des ouvrages, et d'autre part la maîtrise des coûts par une maintenance qui peut être programmée et optimisée. L'aspect sécurité prime avant toute autre considération, mais il est évident que plus tôt une anomalie est détectée, moindres en sont les conséquences en termes de travaux ou de coût d'exploitation. 4. Les principes généraux de la surveillance La surveillance inclut trois composantes complémentaires : - l'inspection visuelle dont l'objectif est de déceler des anomalies perceptibles à l'oeil ; - l'auscultation qui permet de mesurer l'évolution de certains paramètres et d'établir une analyse du comportement de l'ouvrage sur le long terme ; - les essais périodiques de certains organes, les vannes en particulier, dans différentes conditions de fonctionnement. 4.1. L'inspection visuelle Dans le domaine de la surveillance, l’accent est mis prioritairement sur l'inspection visuelle : - visites systématiques et formalisées (périodicité hebdomadaire à mensuelle selon les cas) ; - inspection visuelle si possible en crue et systématiquement post-crue ; - visites techniques : examen visuel approfondi du barrage et de ses abords, une fois par an avec un ingénieur spécialiste ; 3 Cours d’exploitation des ouvrages . - tenue à jour d’un registre avec report de toutes les observations et interventions sur le barrage. La bonne exécution de ces visites nécessite de procéder à des travaux d’entretien, tels que : - entretien strict de la végétation sur les talus des remblais et aux abords des ouvrages ; - enlèvement de la calcite, gênant l’observation des parements en maçonnerie ; - dégagement des exutoires de drainage et surveillance des dépôts de matériaux. 4.2. L’auscultation L’auscultation des barrages regroupe tous les dispositifs permettant de mesurer des grandeurs physiques susceptibles d'évoluer dans la vie du barrage, de façon à mettre en évidence son comportement et les phénomènes évolutifs significatifs de son vieillissement. Ainsi on mesure des déplacements, des déformations, des contraintes, des pressions, des débits, etc). 4.3. Les essais périodiques Ils concernent les vannes et clapets, les capteurs et leurs liaisons avec les postes de commande, les moyens d'alimentation en énergie. La périodicité des essais doit être précisément définie ainsi que leurs conditions de réalisation. La sécurité en aval du barrage doit être prise en compte lorsque les essais conduisent à relâcher des volumes d'eau significatifs. On vérifie également le fonctionnement en mode dégradé (alimentation de secours en énergie, commande manuelle, …). 5. Organisation de cette surveillance En exploitation, un barrage est soumis à deux types de risques : Le risque « crue », rencontré le plus fréquemment ; sa maîtrise passe un bon dimensionnement des évacuateurs, une bonne estimation de la crue de projet, puis par la prévision efficace des épisodes de crue, le professionnalisme des techniciens appelés à manoeuvrer les organes de vidange et la fiabilité de tous les organes. Le risque qui concerne les fonctions d’étanchéité et de stabilité du barrage, contre lequel la réponse adaptée est la surveillance, Rappel : La surveillance, inclue l'inspection visuelle (aspect qualitatif de la surveillance), et l'auscultation (aspect quantitatif de la surveillance) qui recouvre tout ce qui concerne les dispositifs de mesures, la réalisation, la transmission, le traitement et l'interprétation de ces mesures. Enfin, pour les deux types de risques, crues et intégrité du barrage, il faut s’assurer par des tests et contrôles périodiques que les installations de sécurité (vannes de vidange, capteurs d'auscultation, alimentation en énergie, etc.), sont en état de fonctionner. 4 Cours d’exploitation des ouvrages . Figure 1 : Schéma d’organisation d’une surveillance d’un barrage 5 Cours d’exploitation des ouvrages . 5. Inspection visuelle L’expérience montre que l’on estime que les inspections visuelles, ont permis la détection d'environ la moitié des anomalies ayant conduit à des interventions sur les barrages. Elles ont un caractère essentiellement qualitatif et font appel au bon sens et à la compétence (connaissance des problèmes) de l'agent chargé de les assurer. Leur objectif principal est la détection de toute nouveauté, sans restriction, telle que : - nouveau point de fuite ; - turbidité dans une fuite ou un drain ; - taches d'humidité sur un parement aval ; - nouvelle fissure, etc... Un guide d’inspection visuelle qui est le document pédagogique support théorique de la démarche adaptée à chaque barrage. Il est concis (1 à 2 pages) et est structuré en trois colonnes répondant aux questions suivantes : - Quelle est la partie d'ouvrage concernée ? (où regarder ?) - Quelles sont les conséquences potentielles d'une défaillance ? - Définition des points de contrôle (quoi regarder ?). Ces guides sont mis au point par un spécialiste de la problématique barrage sous l'angle du génie civil. Les points clés (ou de contrôle) retenus doivent être peu nombreux (moins de 10), faciles à observer et sans ambiguïté sur la réponse (oui ou non). Les défaillances associées doivent être explicitement décrites. Rappel : Il est conseillé d’établir pour chaque type d’ouvrage, une fiche présentant les caractéristiques techniques de l’ouvrage et de la placer en premier dans le dossier de l’ouvrage. Ainsi Chaque barrage possède une fiche technique contenant toute les informations concernant l’ouvrage lui- même, les ouvrages annexes et les organes hydrauliques. Elle constitue la fiche d’identité de l’ouvrage et synthétise l’ensemble des données importantes relatives à l’ouvrage. Cette fiche est très utile lorsqu’il s’agit de rechercher rapidement des caractéristiques importantes de l’ouvrage. Une fiche d’inspection visuelle construite à partir du guide d'inspection visuelle constitue le document opérationnel (ou mode opératoire) à remplir lors des tournées d'inspection visuelle faites par les barragistes. Cette fiche s'articule en quatre colonnes : - Où regarder ? - Quoi regarder ? -Y a-t-il une évolution depuis la précédente visite (oui/non) - Observations complémentaires. 6 Cours d’exploitation des ouvrages . Figure 2 : Modele de fiche pour l’inspection visuelle 7 Cours d’exploitation des ouvrages . Les fiches sont renseignées par les exploitants barragistes, aux cadences prévues. De ce point de vue, les cadences ont été calées sur celles déjà en place et concernant les tournées d'auscultation. Afin d'assurer la traçabilité des observations, l'observateur signe son relevé et le complète de divers renseignements (cote de retenue, météo,...). En cas de détection d'un uploads/Management/ barrage-1.pdf