La réhabilitation du puits blindé de Cleuson

N° 2 / 2 0 0 9
HYDROÉLECTRICITÉ
La réhabilitation du puits
blindé de Cleuson-Dixence
La réhabilitation du puits blindé de Cleuson-Dixence a consisté à poser un chemisage à l’intérieur du blindage d’origine, à l’exception du tronçon déchiré lors de l'accident du 12 décembre 2000. Ce tronçon a été abandonné, comblé et contourné
par un nouvel ouvrage comprenant un puits vertical et une galerie de raccordement.
Une campagne d'injection préalable a permis de combler les vides annulaires et les
zones décomprimées à l'extrados du blindage.
Aménagement de turbinagepompage Fah-Serra
Dans le cadre du développement du potentiel hydroélectrique de la vallée supérieure du Simplon, BG a été mandaté dans le cadre d’un groupement d’ingénieurs
international en charge des études et de l’exécution du projet de turbinage-pompage de Fah-Serra (Valais; Suisse). Cet aménagement doit être inscrit à l'intérieur du
périmètre d'un objet figurant à l'inventaire fédéral du paysage. Seules les études
d'avant-projet sont achevées à ce jour.
L’avant-projet de l’adduction
de Zinal
Le projet d'adduction sous-glaciaire de Zinal permettra d'alimenter le lac de Moiry
par une galerie d'amenée collectant les eaux captées sous le glacier, ainsi que celles des bassins versants glaciaires. Le groupement d’ingénieurs pluridisciplinaire
piloté par BG a pris en charge les études d’avant-projet en lien avec la glaciologie,
l’hydrologie, la géologie, l’hydrogéologie, le génie civil, les équipements hydromécaniques, les aspects environnementaux et les risques naturels.
La réhabilitation du puits blindé
de Cleuson-Dixence
uite à l’accident du 12 décembre 2000, la
déchirure du blindage du puits blindé de
Cleuson-Dixence a gravement endommagé l'ouvrage et le massif rocheux sus-jacent. Au
niveau de la déchirure, les voussoirs qui assuraient le soutènement du puits ont été emportés et
les terrains environnants fortement déstabilisés
jusqu'en surface par l’écoulement de l’eau le long
de discontinuités préexistantes.
Ce constat effectué, l'avant-projet de réhabilitation devait dégager une solution technique per-
S
mettant de rétablir la continuité du puits blindé
dans les meilleurs délais, au meilleur prix et sans
exposer le personnel engagé à sa réalisation.
Dans ce contexte, BG a été mandaté par Cleuson
Dixence Construction SA dans le cadre du groupement EDF-BG-Stucky, pour effectuer les prestations d'étude et d'exécution du projet de réhabilitation du puits blindé, en particulier les travaux d'in-
jection à l'extrados du blindage existant, la création
de deux nouvelles fenêtres d'accès au puits de
chute, le contournement de la zone accidentée
(by-pass), ainsi que les travaux de remise en état.
Les travaux de perçage, de forage
et d'injection du puits blindé
La relaxation du blindage consécutive à la vidange
de la conduite lors de l’accident, a engendré des
vides annulaires d'ampleur millimétrique à l'extrados du blindage. Or, ces jeux n'auraient pas été totalement résorbés
lors de la remise en eau de l'ouvrage réhabilité car, avec le chemisage, la dilatation du blindage sera
plus faible qu’auparavant. Il était
donc nécessaire de procéder au
remplissage de ces vides annulaires, afin de solidariser à nouveau
les différents matériaux constituant
l'ouvrage.
Les travaux d'injection du puits
blindé ont été mis en œuvre depuis
l'intérieur du blindage existant, dont
la pente longitudinale varie entre 15
et 68 %. Les travaux préparatoires
ont été réalisés sur un plot d'essai, afin de vérifier
le bien-fondé du projet d'injection, puis le phasage,
les types de coulis, les paramètres d'injection et
les installations mis en œuvre dans le cadre des
travaux.
Les travaux d'injection engagés sur tout le
linéaire du puits blindé ont permis d'atteindre les
objectifs du projet, tout en respectant les consi-
gnes fixées par le comité de pilotage des injections, ainsi que les délais contractuels.
Le contournement et l'abandon
du tronçon déchiré
Le projet de réhabilitation du puits blindé CleusonDixence a reposé sur la mise en place d'un chemisage auto-résistant (aciers 690 et 500) à l'intérieur du blindage existant, sur la totalité du linéaire
du puits de chute entre Tracouet et Bieudron, à
l’exception du tronçon de l'ouvrage affecté par l'accident.
Ce tronçon, d'une longueur de 117 m, a été
abandonné et contourné par un nouvel ouvrage
qui s'enfonce dans le massif rocheux. Il comprend
un puits vertical d'une hauteur de 66 m et une
galerie de raccordement subhorizontale d'une longueur de 107 m. L'excavation de cet ouvrage de
contournement a exigé la création de deux nouvelles fenêtres intermédiaires et de cavernes en
tête et en pied du tronçon du puits blindé endommagé. Celui-ci a été équipé d'un dispositif de drainage et comblé, préalablement à son abandon.
La plate-forme et la fenêtre d'accès inférieure
ont été réalisées durant l'automne 2005 et l'hiver
2005-2006, afin de reconnaître l'état du massif
rocheux à l'aval du tronçon accidenté. L'exécution
des autres parties de l'ouvrage a débuté en août
2006. Le puits vertical du by-pass a été remis au
chaudronnier en novembre 2007. Le puits de
chute réhabilité a été livré au maître de l'ouvrage à
l'automne 2009 et l'exploitation de l'aménagement
devrait reprendre au début 2010.
Hervé Détraz
Aménagement de turbinage-pompage
Fah-Serra
a société Energie Electrique du Simplon
(EES), représentée par ALPIQ, a confié au
groupement CUBE, la planification et la
direction des études et des travaux en rapport
avec la construction d'un nouvel aménagement
hydroélectrique dans le Zwischbergental
(Valais; Suisse). Le groupement CUBE comprend les sociétés BG Ingénieurs Conseils SA à
Sion, Coyne et Bellier Bureau d'Ingénieurs
Conseils à Lyon, PRA Ingénieurs Conseils à
Sion et SRP Schneller Ritz und Partner AG à
Brig. BG, qui est pilote du groupement, a pris en
charge les études hydrologiques, ainsi que celles du puits de chute et de la cheminée d'équili-
L
bre supérieure, de l'usine souterraine de Serra
et de la cheminée d'équilibre inférieure. Seules
les études d'avant-projet sont achevées à ce
jour.
Les aménagements existants
EES exploite depuis plus de 50 ans les eaux du
Zwischbergental, du Laggintal et de plusieurs
petits affluents de la partie supérieure de la vallée du Simplon, grâce aux barrages de Fah et de
Serra et aux trois usines situées à Gabi,
Tannuwald et Gondo. Ces usines sont exploitées
au fil de l’eau avec une forte production en été et
une production réduite en hiver, raison pour
laquelle EES a décidé de développer le potentiel
hydroélectrique de la vallée supérieure du
Simplon, tout en disposant de la possibilité de
réguler la production d’énergie au cours de l’année.
Des technologies performantes
et éprouvées
Sauf surprise d'ordre géologique ou hydrogéologique, la construction de l'aménagement FahSerra ne devrait pas rencontrer de difficulté particulière, car les choix constructifs effectués
dans le cadre des études d'avant-projet font
appel à des méthodes d'exécution et à des technologies à la fois performantes et éprouvées,
telles que l'utilisation d'un béton compacté au
rouleau pour la construction d'un barrage poids
à Fah d'un volume de 330'000 m3, ainsi que de
méthodes d'excavation (tunnelier, explosif et
raise drill) adaptées aux caractéristiques géomécaniques des terrains en présence, de même
qu’aux caractéristiques géométriques des
ouvrages souterrains à réaliser, à savoir:
• une galerie d'amenée subhorizontale de
4743 m;
• un puits de chute vertical d’une hauteur de
507,50 m;
• une usine souterraine d'un volume de
30'000 m3 environ, profondément enfoncée
dans le massif rocheux et équipée de deux
turbines/pompes Francis réversibles de
55 MW;
• une galerie de raccordement au lac inférieur
de Serra de 793 m.
Le principal défi auquel doit
répondre le projet Fah-Serra est
d'ordre environnemental, puisqu'il
s'agit d'inscrire l'aménagement à
l'intérieur du périmètre d'un objet
figurant à l'inventaire fédéral du
paysage. La prise en compte de la
dimension environnementale du
projet passe par des mesures
visant à réduire les impacts liés à la
construction et à l'exploitation du
nouvel aménagement, tout en favorisant les écosystèmes existants.
Le projet doit également répondre à un défi logistique. Les conditions d'accès aux différents sites d'activité, ainsi
que les conditions météorologiques locales
demandent des réponses fortes qui soient à
même de garantir la sécurité du personnel ainsi
qu’un approvisionnement régulier des chantiers
pour que le planning prévisionnel des travaux
puisse être respecté.
Galerie d'accès à la
cheminée d'équilibre inf.
Cheminée
d'équilibre inf.
Puits de chute
Galerie de restitution/pompage
Fenêtre d'accès inf.
Accès galerie de restitution
Usine
Galerie des câbles
Galerie de
jonction
L'aménagement Fah-Serra, tel qu’il a été projeté au terme des études d'avant-projet, pourrait
être opérationnel à fin 2013, à condition que le
maître de l'ouvrage obtienne les autorisations
nécessaires et que les travaux principaux puissent débuter au printemps 2011.
Hervé Détraz
L’avant-projet de l’adduction de Zinal
e projet d'adduction sous-glaciaire de Zinal
(Valais, Suisse) consiste à alimenter le lac
de Moiry par des eaux captées sous le glacier de Zinal et immédiatement à l’aval de la
confluence des bassins versants glaciaires de
Moming et Weisshorn. Ces captages permettront
de réduire considérablement, voire d'annuler le
pompage des eaux dans la rivière la Navizence,
au niveau de la centrale de Mottec, vers le lac de
Moiry.
Dans le cadre du mandat attribué au
Groupement d’ingénieurs Adduction de Zinal
(G.I.A.Z.), par les Forces Motrices de la Gougra,
BG a été chargé, en tant que bureau pilote, de la
réalisation des études de génie civil et des études économiques, ainsi que de la coordination et
de la synthèse des études de glaciologie, d’hydrologie, de géologie, d’hydrogéologie, des
aspects environnementaux, des problèmes spécifiques aux captages sous-glaciaires, des
risques naturels et des équipements hydromécaniques.
L
Détermination du niveau
d’adduction
La première phase des études d'avant-projet
avait pour but de fixer le niveau d'adduction principal. Ce niveau permet le positionnement du
portail de la galerie d'amenée dans un secteur
propice aux installations de chantier, immédiatement à l’amont du bassin de décantation existant
à Moiry (2360 m). Il permet également de valoriser par un aménagement de type mini-hydrau-
lique, le palier de 90 m entre le bassin de décantation actuel et le lac de Moiry.
La zone optimale d’implantation d’un ouvrage
de prise d’eau sous le glacier de Zinal a été identifiée sur la base d’une étude du Laboratoire de
recherches hydrologiques et glaciologiques de
l'Ecole polytechnique fédérale de Zurich (VAW).
Le modèle élaboré par cet institut a permis de
calculer les débits prévisibles au niveau des
endroits propices à l’implantation de la prise
d’eau sous le glacier, pour sept scénarios d’évolution climatique.
Les caractéristiques de
l'adduction
La galerie d'amenée, d’un diamètre de 5,20 m et
d’une pente de 0,3 %, sera creusée à l’aide d’un
tunnelier. Elle comportera un tronçon de 7,3 km
de Moiry à Zinal, destiné à l'adduction et à l'accès aux installations sous-glaciaires, ainsi qu’un
tronçon de 4,9 km de Zinal à Moming, exclusivement dédié à l'adduction. L'accès
hivernal se fera par un téléphérique partant de Zinal et franchissant le col de La Lé.
Les prises d'eau sous-glaciaires seront réalisées à l'interface
entre le substratum rocheux et le
glacier, dans des zones de thalwegs estimées sur la base de
reconnaissances géophysiques.
Elles se présentent comme des
tranchées disposées perpendicu-
lairement à l'écoulement de fond, afin de drainer
la plupart des écoulements sous-glaciaires. Les
galeries de captage convergent vers deux dégraveurs qui assurent la décantation de l'eau avant
son cheminement à travers la galerie d'amenée.
Une fois le projet réalisé, l'adduction de Zinal
permettra de collecter environ 45 millions de
m3/an d'eau supplémentaires vers le lac de Moiry.
Le niveau 2400 retenu garantit la faisabilité de
l'ensemble des captages sous-glaciaires, des
captages aériens et des galeries qui leur sont
associées. L’organisation des chantiers souterrains avec deux fronts d'attaque permettra d'exploiter le secteur sous-glaciaire de Zinal après 6
ans et une mise en service de l'aménagement
complet au bout de 8 ans. Telle est la solution
préconisée, qui permettra de générer une augmentation moyenne de production de l'ordre de
91 GWh/an, moitié en hiver et moitié en été. Le
montant global de l'opération est estimé à 175
millions de CHF.
Daniel Collomb
Prestations
Planification générale / Etudes et direction des travaux / Audits / Expertises / Analyse de risques /
Sécurité
Dienstleistungen
Gesamtplanung / Projektmanagement / Projektierung / Realisierung/ Audit / Sicherheits- und Risikoanalyse / Expertise
Siège du Groupe à Lausanne
Sitz der BG-Gruppe in Lausanne
Group HQ in Lausanne
Services
Site Internet: www.bg-21.com
General planning / Studies and works management / Audits / Expertises / Risk analysis / Safety
Adresses du Gr oupe BG
SUISSE
BG Ingénieurs Conseils SA
Lausanne: avenue de Cour 61 • Case postale 241 • CH-1001 Lausanne • Tél. +41 21 618 11 11 • [email protected]
Bâle: Turmhaus, Aeschenplatz 2 • CH-4052 Bâle • Tél. +41 61 921 57 04 • [email protected]
Berne: Brunnhofweg 37 • Postfach 590 • CH-3000 Berne 14 • Tél. +41 31 380 11 11 • [email protected]
Bienne: rue de la Gare 16 • CH-2502 Bienne • Tél. +41 32 323 69 27 • [email protected]
Delémont: rue de la Molière 22 • CH-2800 Delémont • Tél. +41 32 423 01 71 • [email protected]
Fribourg: rue P.-A. de Faucigny 5 • Case postale • CH-1705 Fribourg • Tél. +41 26 341 77 84 • [email protected]
Genève: avenue de Châtelaine 81 bis • CH-1219 Châtelaine-Genève • Tél. +41 22 979 23 10 • [email protected]
Neuchâtel: ruelle W.-Mayor 2 • Case postale 1813 • CH-2001 Neuchâtel • Tél. +41 32 724 04 44 • [email protected]
Sion: rue des Tonneliers 11 • CH-1950 Sion • Tél. +41 27 323 57 17 • [email protected]
Zurich: Fraumunsterstrasse 19 • Postfach 2348 • CH-8022 Zurich • Tél. +41 44 212 84 49 • [email protected]
Beyeler Ingenieure AG
Berne: Stade de Suisse • Papiermuhlestrasse 7 • CH-3014 Berne • Tél. +41 31 958 34 34 • [email protected]
FMN Ingénieurs SA
Corcelles: Les Vernets • CH-2035 Corcelles • Tél. +41 32 732 50 00 • [email protected]
FRANCE
DI: • Tunnels ferroviaires et routiers
• Equipements électromécaniques et sécurité
• Voies de communications et ouvrages d'art
DE: • Stations d'épuration et assainissement
• Audits environnementaux et sites contaminés
• Gestion et approvisionnement en eau potable
DB: • Management énergétique
• Bâtiments industriels et administratifs
• Infrastructures hospitalières et hôtelières
BG Bonnard & Gardel Ingénieurs-conseils SAS
Lyon: 13, rue des Emeraudes • F-69006 Lyon • Tél. +33 4 72 56 36 00 • [email protected]
Marseille: 20, allée Turcat-Méry • F-13008 Marseille • Tél. +33 4 91 25 53 53 • [email protected]
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canalE SAS
Paris: 5, avenue de Verdun • F-94200 Ivry-sur-Seine • Tél. +33 1 56 20 64 60 • [email protected]
Tonello Ingénieurs Conseils Sàrl
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60
59’433
55
50'365
50
45
44'228
40
39'048
37'431
35
34'758
32'909
30
32'096
28'794
26'478
25
20
ALGÉRIE
15
10
Algéro Swiss Engineering Sàrl
Alger: 48, rue Mohamed Allilat • DZ-16300 Kouba-Alger • Tél. +213 21 28 52 47 • [email protected]
5
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00
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05
06
07
08
“Chiffre d’affaires consolidé” 1999-2008 (kCHF)
ANGLETERRE
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