réunion du 30 novembre 2010 présentation du barrage et des
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Réunion du 30 novembre 2010
Présentation du barrage et des travaux sur les vannes
Ordre du jour de la réunion du 30 novembre 2010
• Présentation du barrage de Villerest et de ses fonctions
• Les travaux de reprise de l’étanchéité des vannes
Présentation du barrage et de sa gestion
Villerest, le 30 novembre 2010
Le barrage de Villerest
• Sur la Loire
• Mis en service en 1985
• Soutien d’étiage
• Ecrêtement de crue
La retenue
• Longueur : 36 Km
• Volume :
68 Mm3 à 304 m NGF
123 Mm3 à 314 m NGF
235 Mm3 à 324 m NGF
• Bassin versant : 6 500 km2
• Hauteur : 59 m
• Longueur : 469 m
• Volume : 320 000 m3
• ,
Barrage poids en béton arqué
Plan du barrage…
Caractéristiques du barrage de Villerest
1 déversoir de surface (1 700 m3/s à la cote 324 m NGF)
5 vannes de demi-fond (1 100 m3/s par vanne à 324)
1 vanne de fond (1 250 m3/s à la cote 324 m NGF)
1 vanne des faibles débits (90 m3/s à la cote 316 m NGF)
Correspondant à une capacité d’évacuation maximale de
8 500 m3/s au total (crue décamillénale)
(plus forte crue connue 4 900 m3/s)
ORGANES D’EVACUATION :
Vue d’ensemble
Le déversoir de surface…
Seuil calé à la cote 320 m NGF
Les 5 pertuis de demi-fond…
Seuil d'entrée calé à la cote 290 m NGF
Chaque pertuis est équipé d'une vanne segment de 5,60 m de hauteur et de 7,40 m
de largeur
Le pertuis de fond…
Radier calé à la cote 270 m NGF
Le pertuis est équipé d'une vanne segment de 5,60 m de hauteur et de 7,40 m de
largeur + d'une vanne wagon de garde en amont
Le pertuis de faibles débits…
Seuil calé à la cote 280 m NGF
Le pertuis est équipé d'une vanne segment de 2 m de hauteur et de 1,80 m
de largeur + d'une vanne wagon de garde en amont
Capacité d’évacuation : 90 m3/s à la cote 316 m NGF
Le Bâtiment, la salle de commande et la galerie…
Responsabilités de la gestion de l’ouvrage
• L’Etablissement Public Loire
– Propriétaire exploitant du barrage Villerest :
• Responsable de la gestion hydraulique (application du
règlement d’eau)
• Responsable de la sécurité de l’ouvrage (maintenance,
auscultation, …)
• BRL Exploitation
– Chargé pour le compte de l’EP Loire de la surveillance, de la
maintenance et des manœuvres de lachures
• Préfet de la Loire (service de contrôle DREAL Rhône Alpes)
– Contrôle de l’exploitant (application du règlement d’eau, visites
de sureté,…)
• L’Etat (DREAL Centre)
– Il fournit les données du réseau CRISTAL, apporte un appui
logistique
• EDF : concessionnaire de l’usine hydroélectrique
– Décret du 5/11/1984 relatif à l’aménagement et à l’exploitation
de la chute de Villerest, concédant la chute à EDF jusqu’en 2060
Quatre situations possibles
• Situation normale
• Situation de risque de crue
• Situation de crue
• Situation d’étiage
La gestion en situation normale
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janvier février mars avril mai juin juillet août septembre octobre novembre décembre
10/09
15/08
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•Marnage autorisé 50 cm sous la cote normale
•Le débit sortant est en moyenne égal au débit entrant.
•Gestion locale
Situation de risque de crue
• Pluies supérieures à 50 mm en 24 h sur au moins un
des pluviomètres du bassin amont
• Débit supérieur à 350 m3/s à Bas en Basset
• Se produit 4 à 10 fois par an
• Élaboration de la consigne de débit sortant par
l’exploitant sur site et contrôle depuis Orléans.
Les principes de gestion en risque de crue
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janvier février mars avril mai juin juillet août septembre octobre novembre décembre
10/09
15/08
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Descente à
314 m NGF
Si la cote au barrage est supérieure à 314, abaissement à 314
Cote constante sinon
Situation de crue
• Débit entrant prévu ou constaté supérieur à 1000 m3/s
• 6 fois depuis la mise en service en 1984:
avril 1986, novembre 1994, novembre 1996,
novembre 2002, décembre 2003, novembre 2008
• Élaboration de la consigne de débit sortant à Orléans,
puis transmission au barragiste pour application.
Débits max annuels à Roanne/Villerest pour les
crues supérieures à 1 000 m3/s
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20
05
Année
Dé
bit
ma
x a
nn
ue
l
Les principes de gestion en crue
Ecrêtement théorique d’une crue à Villerest
Cote de la retenue
Débit sortant du
barrage
Débit entrant dans la
retenue (Feurs)
Déstockage préventif
(décidé lorsque le débit
entrant prévu est
supérieur à 1 000 m3/s)
Ecrêtement
(Stockage de la
pointe de crue)
Déstockage
(Retour à la cote
normale
d’exploitation)
Réseau de mesure
CRISTAL
Collecte les données de
pluie et de débits en
temps réel
Maintenu et géré par
l’Etat (DIREN Centre)
Processus de gestion et intervenants en
crue
Les prévisionnistes
• En cas de dépassement de seuils: intervention dans un délai d’une demi-heure du personnel d’astreinte
• Si nécessaire, mise en place d’une permanence H24
• Toutes les deux heures une consigne de débit
sortant est calculée et transmise au barrage
• L’intervention peut durer jusqu’à quatre jours
Déroulé d’un cycle de gestion (2 heures)
Modèle de prévision des débits à
l’entrée de la retenue
Réception des données
Déroulé d’un cycle de gestion (2 heures)
Calcul des consignes de
lâchures
Envoi des consignes de
lâchures au barrage
toutes les 2 heures
Manœuvres effectuées
sur site par BRL
Modèle de simulation
hydraulique de la retenue
Organigramme de gestion (extrait)
Etat de crue - 3ème période avec remontée
calcul QECRET
QECRET validé
oui non
Z(0) > 314
oui non
QXR
QECRET
QSN
max QF(i)
QE(i)
QECRET
max
2ième pointe prévue
non oui
calcul
QXR
QSN
2ième pointe prévue
non oui
QXR
QECRET
max QF(i)
QE(i)
QECRET
QSN
max
QECRET = max QECRET calculé
1000
Cas 1 Cas 2
Cas 3
Cas 4
Cas 5
L’effet du barrage de Villerest sur les crues
• Transparent
– pour les crues inférieures à 1000 m3/s
• Débit maximal divisé par 2
– pour les crues inférieures à 4000 m3/s
• Débit maximal réduit de 2000 m3/s
– pour les crues supérieures à 4000 m3/
Ecretement par le barrage de Villerest
0
500
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Date
Dé
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Co
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u b
arr
ag
e
Débit sortant du barrage
Débit entrant au barrage
Débit à Feurs
Cote au barrage
Crue du 03 décembre 2003
L’écrêtement des crues
Le soutien d’étiage
• Les objectifs de soutien des
débits d’étiages de la Loire
– 12 m3/s assurés en
pied de barrage
– 60 m3/s assurés à Gien
• Le Comité de Gestion des
Réservoirs de Naussac et
Villerest et des étiages
sévères du bassin Loire-
Bretagne peut décider
d’ajuster les obectifs
• Les consignes sont calculées
tous les jours pour assurer
les objectifs, en
coordination avec le soutien
d’étiage assuré par le
barrage Naussac sur l’Allier
4 jours
6 jours
Les travaux de reprise de l’étanchéité des vannes du
barrage de Villerest
Villerest, le 30 novembre 2010
Les pertuis de demi-fond
Cinq pertuis de demi-fond
Cote du seuil d'entrée : 290 NGF
Chaque pertuis est équipé d'une
vanne segment de 5,60 m de
hauteur et de 7,40 m de largeur
Entonnement vertical : 11 m x 15 m
Reprise de l’étanchéité des vannes de demi fond
• Vanne segment
– Chaque pertuis est équipé d'une vanne segment de
5,60 m de hauteur et de 7,40 m de largeur
Problématique
• Fuites des vannes VS2 et VS6 depuis la mise en service
• En 2002, demande du service de contrôle de procéder à la reprise
de l’étanchéité avant la visite de sûreté de 2012
• La vanne VS2 est indisponible en exploitation normale
Evolution des débits de fuite depuis la mise en service
Evolution des débits de fuite des vannes segments depuis la mise en service de l'ouvrage
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1000
1500
2000
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4000
1984 1987 1990 1993 1995 1998 2001 2004 2006 2009 2012Dates
Fu
ite
s m
es
uré
es (
l/m
in)
VS1
VS2
VS3
VS4
VS5
VS6
Principe d’intervention
• Conservation des capacités de l’ouvrage (soutien d’étiage et écrêtement de crue) pendant les travaux
• Batardage d’un pertuis et isolation successive de chaque vanne pour réparation
Procédures
• 2006- 2007 : études préalables réalisées par EDF-CIH
• 2010 – 2011 : 1ère tranche : réparation de la vanne de demi fond (VS2) et des faibles débits (VS6) – estimation 3,5 M € TTC – Marché de travaux : ORYS/Joseph Paris, (notifié en juin 2010 à
l’issue d’un dialogue compétitif engagé en 2009 (assistance à maîtrise d’ouvrage BRL)) – durée prévisionnelle 13 mois
– Maîtrise d’œuvre : BRL
– Coordination sécurité : ELYFEC
– Bureau de contrôle : APAVE
• 2012 – 2013 : 2ème tranche : Travaux sur les autres vannes – estimation 1,7 M € TTC
SOLUTIONS TECHNIQUES PROPOSEES PAR LE
GROUPEMENT D’ENTREPRISES :
MISE EN PLACE DU BATARDEAU SUR PERTUIS
REALISATION DU BATARDEAU ET MISE A L’EAU
• Tablier métallique composé de 8 éléments en acier de masse unitaire
32 Tonnes
• 2 grues routières de capacité 130 Tonnes
- 1 grue destinée au chargement des éléments de la zone de
stockage vers le semi remorque positionné sur la route.
- Une autre destinée au déchargement des éléments sur la mise à
l’eau et à leur mise en flottaison.
• Mise en place des platines des suspentes au droit de chaque vanne
• Mise en place sur chaque pertuis de CAISSONS DE GUIDAGE latéraux,
équipés de crics manuels, permettant de guider les éléments du
batardeau pendant leur mise en place
• Cadres d’étanchéité en néoprène + joints latéraux en cornière
MISE A L’EAU DU BATARDEAU
MISE EN PLACE DES PLATINES DES SUSPENTES DU BATARDEAU
MISE EN PLACE DU BATARDEAU SUR PERTUIS
• Acheminement des éléments du batardeau au droit du pertuis à
l’aide d’une annexe motorisée
• Installation d’une aire de levage sur la route avec plaques de
répartition pour la grue routière.
• Levage des éléments du batardeau par 2 grues routières de capacité
100 Tonnes et présentation dans les 2 caissons de guidage
• Ballastage des éléments grâce aux vannes papillons placées sur les
éléments et contrôle de la descente (guidage) par les grues.
• Mise en place contre le génie civil à l’aide des crics manuels et
Contrôle du bon déroulement des opérations par plongeurs
• Mise en place d’un pont flottant modulaire pour personnel et petit
matériel
MISE EN PLACE DU BATARDEAU SUR PERTUIS
• ETANCHÉITÉ LATÉRALE :
- Fourniture et pose de joints en néoprène 65 shore,
- Fourniture de l’ensemble de la visserie (galvanisée à chaud)
• ETANCHÉITÉ FRONTALE :
- Fourniture et pose d’une poutre frontale fixe et d’une poutre frontale
embarquée sur la vanne + mise en peinture
- Fourniture joints en néoprène 65 shore et ensemble de la visserie
• ETANCHÉITÉ DE SEUIL :
- Confection et mise en place d’une pièce métallique,
- Remplissage à la résine et meulage des coulures,
- Fourniture joints en néoprène 65 shore et de l’ensemble de la visserie,
- Modifications sur la vanne pour adaptation nouveau joint
• ETANCHÉITÉ D’ANGLES :
- Fourniture des joints d’angle en néoprène 65 shore moulé
- Modifications sur la structure pour adaptation des nouveaux joints
- Fourniture de l’ensemble de la visserie
TRAVAUX DE MODIFICATION DES ETANCHEITES ET
DE REPARATION DE FUITE DES VS
PRINCIPE DE REPRISE DU SEUIL
TRAVAUX DE MODIFICATION D’ETANCHEITE ET
DE CONFORTEMENT MECANIQUE DES VS
• RÉNOVATION DES VÉRINS : - Démontage et expertise en atelier des vérins,
- Remplacement des joints,
- Remplissage de l’installation avec huile BIO
• Contrôle et expertise des bras de la vanne et ressuage des
soudures
• Remplacement des filtres de la centrale hydraulique, rinçage
de l’installation et remplissage du circuit avec huile BIO
• REMISE EN PEINTURE DE LA VANNE : - Lavage haute pression de la vanne
- Fourniture et application d’une couche de peinture
• Essais à vide et essais en charge
ECHAFAUDAGE POUR TRAVAUX MÉCANIQUES ET PEINTURE
CALENDRIER PREVISIONNEL
Fermeture total ou partiel de la route
www. eptb-loire.fr
Les information sur le chantier seront mises à disposition sur le site internet de l’Etablissement public Loire :