Réhabilitation du barrage de Lamotte Brebière sur la Somme

Transcription

Département de la Somme
Conseil Général de la Somme
DDE de la Somme
Service Maritime et Navigation
Réhabilitation du barrage
de Lamotte Brebière sur
la Somme
DCE
Pièces propres à faciliter
l’intelligence du dossier
Mémoire technique
Immeuble Alliance
226, rue Georges Besse
30000 Nîmes
Tél. : 04 66 04 05 70
Fax : 04 66 04 05 69
E-mail : [email protected]
VENNA Ingénierie
3, place du Plan de Linéa
F-06390 COARAZE
Tèl. : 04 93 79 37 13
Fax : 06 72 04 35 40
E-mail : [email protected]
Septembre 2006
Sommaire
1. Introduction
1
2. Présentation générale et état actuel du barrage
1
2.1. Généralité et historique de l’étude.................................................................... 1
2.2. Présentation du site du barrage......................................................................... 1
2.3. Le génie civil du barrage .................................................................................. 2
2.3.1. Le radier et les fondations..................................................................... 2
2.3.2. Les culées.............................................................................................. 3
2.3.3. Les piles intermédiaires ........................................................................ 3
2.3.4. Les passerelles ...................................................................................... 4
2.3.5. Les reconnaissances des fondations du barrage ................................... 4
2.4. Equipement de vantellerie ................................................................................ 5
2.4.1. Les équipements de vantellerie des passes latérales............................. 5
2.4.2. Les aiguilles de la passe centrale .......................................................... 6
2.5. Hydraulique du site........................................................................................... 6
2.5.1. Régime hydrologique de la Somme...................................................... 6
2.5.2. Données hydrométriques dans le secteur d’étude................................. 7
2.5.3. Descriptions hydraulique et morphologique du secteur
d’étude ................................................................................................ 10
2.6. Conditions d’accès au chantier....................................................................... 11
3. Réhabilitation du génie civil de l'ouvrage
13
3.1. Dispositif parafouille et radier........................................................................ 13
3.1.1. Parafouille........................................................................................... 13
3.1.2. Radier.................................................................................................. 13
3.2. Réhabilitation des piles................................................................................... 14
3.2.1. Prolongement du nez amont ............................................................... 14
3.2.2. Réhabilitation des maçonneries de la partie aval des piles................. 14
3.3. Réhabilitation des culées ................................................................................ 15
3.3.1. Prolongement vers l’amont................................................................. 15
3.3.2. Réhabilitation des maçonneries de la partie aval des culées .............. 15
3.4. Rainures à batardeaux..................................................................................... 15
3.5. Surface d’étanchéité des clapets..................................................................... 15
3.6. Reconstruction de la passerelle ...................................................................... 16
4. Equipements hydromécaniques
16
4.1. Conception générale des nouvelles bouchures ............................................... 16
Réhabilitation du barrage de Lamotte Brebière - Somme
Septembre 2006 – DCE-Lamotte Brebière-pièces propres à faciliter l'intelligence du dossier-E.doc – FR 3520
I
Sommaire
4.1.1. Général................................................................................................ 16
4.1.2. Géométrie ........................................................................................... 17
4.1.3. Conditions de fonctionnement des bouchures .................................... 17
4.1.4. Cas de charge...................................................................................... 18
4.1.5. Conditions de manoeuvre ................................................................... 19
4.2. Description des différents sous ensembles ..................................................... 19
4.2.1. Le tablier............................................................................................. 19
4.2.2. Les paliers d’articulation .................................................................... 20
4.2.3. Les joints d’étanchéités ...................................................................... 20
4.2.4. L’organe de manœuvre ....................................................................... 21
4.2.5. Le dispositif de brochage.................................................................... 22
4.3. Equipements de contrôle commande.............................................................. 22
4.3.1. Général................................................................................................ 22
4.3.2. Modes de fonctionnement................................................................... 22
4.3.3. Matériels installés ............................................................................... 24
4.3.4. Alimentation en énergie du barrage.................................................... 29
4.3.5. Données et communication................................................................. 29
4.4. Batardeaux d’exploitation .............................................................................. 30
4.4.1. Général................................................................................................ 30
4.4.2. Description des sous ensembles.......................................................... 30
5. Intégration de la passes à anguilles
32
5.1. Implantation de la passe ................................................................................. 32
5.2. Conception générale de la passe..................................................................... 32
6. Mode d’exécution des travaux et impact
33
6.1. Mode d’exécution des travaux........................................................................ 33
6.1.1. Mode d’exécution n°1 ........................................................................ 33
6.1.2. Mode d’exécution n°2 ........................................................................ 33
6.2. Impacts............................................................................................................ 33
II
Sommaire
Liste des figures
Figure 1 :
Vue depuis l’amont du barrage de Lamotte Brébière .................................. 2
Figure 2 :
Comparaison des données hydrométriques des stations de
Péronne et Abbeville.................................................................................... 7
Figure 3 :
Comparaison des débits moyens mensuels entre Péronne et
Abbeville...................................................................................................... 8
Figure 4 :
Débits moyens journaliers mesurés à la station « Somme à
Lamotte-Brebière » ...................................................................................... 9
Figure 5 :
Evolution des débits moyens journaliers à la station de Camon ................. 9
Annexe
Annexe 1 : Rapports d’investigation géotechnique du CEBTP
III
1.
Introduction
La présente étude est relative au projet de réhabilitation du barrage de
Lamotte-Brébière, implanté sur la Somme légèrement en amont d’Amiens. Elle
vise à compléter les pièces graphiques du DCE afin de faciliter la
compréhension du dossier.
2.
Présentation générale et état actuel du barrage
2.1.
Généralité et historique de l’étude
Le barrage vanné de Lamotte-Brebière est situé sur la Somme, en amont du
bief d’Amiens. Il est géré par le Service Maritime et Navigation de la Direction
Départementale de l'Equipement de la Somme pour le compte du Département,
concessionnaire de la voie navigable.
Implanté en dérivation sur le bras de la « vieille Somme » directement en
amont de la ville d’Amiens, il a pour fonction principale de réguler le plan
d’eau amont pour permettre la navigation sur le bras de la Somme navigable.
L’activité de l’usine Roquette située en amont nécessite également le maintien
du plan d’eau.
Ce barrage, construit en 1870, a fait l'objet d'un état des lieux réalisé en
novembre 2001 par le LRPC de Lille, complété en 2002 par une inspection
subaquatique réalisé par la société TECH SUB. Lors de ces investigations, de
nombreux désordres et dégradations des maçonneries et des équipements ont
été mis en évidence. L’ouvrage présente un état de détérioration avancée, ce
qui a des conséquences directes sur ses conditions d’exploitation et sur la
sécurité du personnel exploitant, les manœuvres étant particulièrement
difficiles en période de crue.
A la suite de ces deux états des lieux, une mission de diagnostic du barrage a
été confiée au bureau d’études SOGREAH : celle-ci avait pour objet d’évaluer
différentes solutions de réparation et/ou modernisation afin d’assurer la
pérennité et la sécurité des usagers comme celle des exploitants.
L’étude de projet réalisée par les bureau d’étude STUCKY et VENNA a retenu
un remplacement des vannes et des aiguilles par 3 clapets mobiles,
l’intégration de ces clapets impliquant une réhabilitation complète du barrage
et une modification de sa géométrie actuelle.
2.2.
Présentation du site du barrage
Le barrage vanné de Lamotte-Brebière, est situé à cheval sur les communes de
Lamotte-Brebière et de Blangy-Tronville, 5 km en amont d’Amiens.
Au droit du site, le lit de la Somme se répartit entre :
1
• un bras canalisé où est implantée une écluse de navigation assurant le
franchissement de péniches de plaisance,
• un bras secondaire d’environ 250 m de longueur by-passant le bras
canalisé, où est implanté le barrage vanné, objet de la présente étude qui
permet le maintien du niveau de navigation amont sur le bras navigable.
Quelques dizaines de mètres en amont du barrage et une centaine de mètres en
aval, des passerelles en béton à 12 travées permettent d’assurer la continuité du
chemin de halage rive gauche de la Somme navigable.
La rive gauche du bras secondaire est constituée d’une digue en terre isolant la
rivière des zones de marais et d’hortillonnage de la plaine rive gauche.
Le chemin de halage et les environs de l’écluse ont été récemment restaurés et
aménagés pour les promeneurs (aire de pique-nique, bancs, etc…). Le site est
relativement fréquenté par les promeneurs.
Figure 1 :
2.3.
Vue depuis l’amont du barrage de Lamotte Brébière
Le génie civil du barrage
Le remplacement du vannage du barrage de Lamotte-Brébière doit s’inscrire
dans une structure existante. Il est donc nécessaire de bien cerner son état afin
de définir les modifications à apporter pour réaliser un projet pérenne.
Le barrage de Lamotte-Brébière, comprend trois pertuis vannés de dimension
légèrement différente ; 5,10 m, 4.98 m et 5.22 m de largeurs respectives,
limités par deux piles et deux culées. Les piles, d’une largeur voisine de
1.50 m, sont en maçonnerie (d’origine) de pierres de tailles et de briques.
2.3.1.
Le radier et les fondations
Le radier est un ouvrage massif réalisé en béton et en maçonnerie encagé entre
deux rideaux de palplanches amont et aval en bois qui s’ancrent dans la craie
2
par l’intermédiaire de pieux en bois. Les plans de recollement existant de
l’ouvrage semblent montrer un radier réalisé en béton cyclopéen (béton de gros
blocs de pierre, liés avec un mortier de chaux hydraulique), d’épaisseur
variable (1.70 à 2.20 m) et de 8.00 m de largeur. Ce béton cyclopéen est fondé
sur la couche de « craie mêlé de sable ». L’analyse du rapport géotechnique du
CEBTP précise dans le paragraphe 2.3.5 l’état du radier. Une campagne de
reconnaissance complémentaire a été réalisée à l’issue de l’avant projet afin de
compléter les résultats de la première campagne.
La protection parafouille de l’ensemble du radier (palplanches bois) est très
altérée à l’amont comme à l’aval et totalement inefficace. Des affouillements
importants du béton cyclopéen ont été identifiés à l’amont et à l’aval sur toute
la largeur de l’ouvrage (17 m à l’amont 15 m à l’aval) pour des hauteurs allant
jusqu’à 1.00 m et des profondeurs allant jusqu’à 0.60 m.
2.3.2.
Les culées
Les culées sont constituées d’un mur garde grève, de 3.70 m de hauteur et de
5.60 m de longueur, et de deux murs en retour de 5.00 à 6.00 m de longueur.
Ces trois murs en maçonnerie constituent un caisson parallélépipédique de
masse importante. L’enveloppe des culées est composée de briques
(0,23x0,11x0,60 m) maçonnées sur deux rangs en alternant les sens de pose.
Ces murs en maçonnerie sont chapeautés par un couronnement en pierres de
taille massives de type calcaire dur du Boulonnais. Les dimensions de ces
pierres de couronnement sont les suivantes : ~1,35x0,50x0,40 m. Les angles de
la structure sont également en pierres de taille. Un enduit de protection
largement dégradé semblait recouvrir la totalité des briques.
Les briques apparentes présentent des désorganisations et des cavités parfois
importantes d’un point de vue esthétique, mais surtout d’un point de vue
structurel. Les blocs de pierres de taille sont souvent disjoints et la végétation,
qui est venue se loger dans les interstices, a accéléré le processus de
détérioration. On note des mouvements relatifs des pierres de couronnement
visible à l’œil nu. Certaines faces et certaines arêtes de ces pierres sont
largement endommagées.
2.3.3.
Les piles intermédiaires
D’une largeur voisine de 1.50 m, d'une hauteur de 3.30 m et de 5.60 m de
longueur, les piles présentent une structure similaire à celle des culées :
parements latéraux en briques et arêtes des extrémités amont et aval ainsi que
la surface supérieure en pierre de taille. Les sondages du CEBTP précisent que
le remplissage des piles est lui aussi maçonné, avec une alternance de
maçonnerie de briques et de maçonnerie de pierres calcaires. Ils confirment
également que les maçonneries intérieures des piles sont en bon état.
On retrouve sur les parements des piles les mêmes désordres que sur les
culées : détérioration des parements avec suppression des enduits, notamment à
3
l’aval des bouchure, cavités dans les briques, disjointoiement des pierres de
taille et décalage des pierres à la surface des piles.
2.3.4.
Les passerelles
Deux passerelles permettent actuellement de franchir l’ouvrage : une passerelle
principale de 2.25 m de large et une passerelle de service de 0,80 m de largeur
qui soutient horizontalement les cadres des vannes et à partir de laquelle sont
manutentionnées les vannes et les aiguilles.
La passerelle principale est constituée par trois poutres isostatiques supportant
une dalle en béton de 10 à 15 cm d’épaisseur. Malgré un léger encastrement
vertical dans les piles (10 cm), elle ne semble pas participer à la stabilité
globale de l’ouvrage. Des aciers sont apparents en sous face des dalles et sont
dans un état de corrosion avancé. Les gardes corps non réglementaires qui
encadrent cette passerelle sont à remplacer.
La passerelle de service, qui est moins large semble, fonctionner en poutre
horizontale et reprend les efforts horizontaux générés par les cadres des vannes
et les aiguilles. Elle s’appuie verticalement sur les piles et sur des profilés
métalliques qui viennent doubler les cadres des vannes.
2.3.5.
Les reconnaissances des fondations du barrage
Préalablement aux études d’avant projet, une série de sondages a été effectuée
par le Centre d’Etudes et d’Essais d’Amiens du CEBTP au droit du barrage en
janvier 2005. Ces reconnaissances ont comporté 4 sondages carottés (2 au
droit des piles et 2 au droit des culées), 2 sondages pressiomètriques réalisés
dans les culées et un sondage destructif réalisé sur la rive droite, légèrement en
amont du barrage. La totalité du rapport d’investigation du CEBTP est joint en
annexe 1 du présent document.
A l’issu de l’avant projet, une campagne de reconnaissance complémentaire a
été réalisée (en septembre 2005) par le CEBTP afin de préciser les
caractéristiques du radier et de ses fondations. Le rapport issu de cette
campagne de sondages complémentaire est fournis également en annexe 1.
Les conclusions de ces deux rapports sont résumés ci-après :
• le toit du substratum rocheux est relativement homogène et horizontal à
la cote 17,30 NGF avec des maxima et des minima aux cotes 18.68 NGF
et 16.75 NGF ; il s’agit du substratum typique de la région composé de
craie blanche plus ou moins dure avec des passages très fracturés en
blocs et très humides,
• on trouve, intercalé entre la sous face du radier existant et le substratum
rocheux, une couche de sable graveleux plus ou moins argileux intégrant
quelques fragments de silex sous la quasi totalité du barrage, à
4
l’exception de la passe en rive gauche et de la culée rive gauche où on
note des passages tourbeux.
• la reconnaissance du radier en béton cyclopéen a pu être clarifiée par la
campagne complémentaire. Son épaisseur varie entre 0,80 et 1,40 m au
droit des pertuis et des piles, sauf au droit de la pile rive droite (sondage
SC2) où le radier a été repéré sur une épaisseur de l’ordre de 0,30 m. Il
est probable que le béton cyclopéen se soit désagrégé à cet endroit à
cause de circulation d’eau en sous face du radier, les rideaux parafouilles
étant désagrégés. On retrouve effectivement de gros éléments de silex
sous l’épaisseur de la zone reconnue en tant que fondation. Il est
probable que cette discontinuité ne soit que très ponctuelle. Au droit des
culées, l’épaisseur de la fondation est beaucoup plus importante, de 2,30
à 2,70 m. Des tableaux récapitulatifs de l’état du radier ont été fournis
dans le rapport du CEBTP de la deuxième campagne de sondage. Ce
rapport est joint en annexe au présent rapport.
Le sol de fondation du radier est relativement compact et ses caractéristiques
sont suffisantes pour assurer l’assise du barrage, mise à part sous l’emprise de
la culée RG où le sol compact (la craie du substratum) n’a été identifié que
sous un passage de tourbe brune.
2.4.
Equipement de vantellerie
Les trois passes du barrage sont équipées de bouchures vannées :
• les deux passes latérales de 5,10 m à 5,22 m de largeur sont équipées de
3 vannes à double corps,
• la passe centrale, de 4,98 m de largeur est équipée de 25 aiguilles en bois,
Les passes sont séparées par des piles de 1,5 m de largeur.
2.4.1.
Les équipements de vantellerie des passes latérales
Les 6 vannes des passes latérales du barrage sont du type à glissière et double
corps.
Les principales dimensions des vannes sont :
• Largeur utile
:
de 1,27 à 1,77 m
• Hauteur utile
:
3m
• Hauteur du corps inférieur
:
2m
• Hauteur du corps supérieur
:
1m
5
Ces vannes permettent de contrôler le niveau amont. Le corps inférieur est
constitué par un tablier type vertical à glissière et le corps supérieur est
constitué par un volet articulé sur un axe horizontal fixe en partie haute du
tablier inférieur.
2.4.2.
Les aiguilles de la passe centrale
La passe centrale est obsturable par 25 aiguilles en bois : elles portent en partie
inférieure sur le radier et en partie supérieure sur la passerelle. Elles sont
constituées par des poutres en bois carrées de forte section (environ 100 mm x
100 mm) et d’une longueur de 4 mètres environ.
Leur mise en place et leur relèvement sont effectués manuellement.
2.5.
2.5.1.
Hydraulique du site
Régime hydrologique de la Somme
La Somme est caractérisée par une pente très faible et un débit régulier, avec
un débit moyen annuel de 33 m3/s.
Le fleuve a un régime très régulier sur l’année montré par un faible rapport
entre les mois de basses eaux (26,6 m3/s à Abbeville en septembre) et les mois
de hautes eaux (40,3 m3/s en février-mars), un débit de fréquence décennale
évaluée à environ deux fois le débit moyen annuel (70 m3/s) et débit d’étiage
décennal environ égal à la moitié du débit moyen annuel (16 m3/s).
L’analyse hydrologique menée par SOGREAH-AREA-SCP Sur-Mauvenu
dans le cadre de la gestion intégrée de la vallée de la Somme (1998) indique :
• une grande régularité et relative homogénéité hydro-climatique du
bassin ;
• le rôle majeur du réservoir de la nappe de la craie : vallées plus ou moins
humides, retard saisonnier des écoulements par rapport aux pluies, inertie
mensuelle des basses et hautes eaux, tampon par rapport aux pluies
mensuelles extrêmes et années pluvieuses ;
• des basses eaux peu marquées (l’incidence des prélèvements sur la
Somme est globalement faible) ;
• des hautes eaux très caractéristiques : durant plusieurs mois, revenant
régulièrement tous les 5 à 10 ans, difficilement classables par un débit
critique, leur volume défie la régulation naturelle ou humaine.
6
Notons en outre que :
• l’exutoire de la Somme est commandé par des vannes empêchant la
remontée d’eau salée dans la rivière ;
• dans la basse vallée, la Somme reçoit des rejets correspondants aux
exutoires des fossés de drainage des marais.
2.5.2.
Données hydrométriques dans le secteur d’étude
Crue décennale
Le débit qui fait référence au droit du barrage de Lamotte Brébière est celui de
la crue décennale présenté dans l’étude SMAHBVS soit : 32 m3/s pour une
cote de niveau amont du plan d’eau à 25,35 NGF.
Les stations d’Abbeville et de Péronne
Les deux stations hydrométriques de suivi régulier les plus proches du site du
barrage et disposant d’une chronique de données exploitable sont très
éloignées, elle donne néanmoins une idée de la répartition des débits au cours
d’une année :
• la station n°E6351410 « La Somme à Péronne », en amont du secteur
(mise en service en 1980, bassin versant : 1 294 km², Producteur :
DIREN Nord-Pas-de-Calais) ;
• la station n°E6470910 « Somme à Epagne-Epagnette » (Abbeville), en
aval du secteur d’étude (mise en service en 1963, bassin versant :
5 560 km², Producteur : DIREN Picardie).
La Figure 2 ci-après résume les principales données hydrométriques des deux
stations.
Somme à Péronne
Surface de bassin versant
1 294 km²
Module (moyen annuel)
6,54 m /s
QMNA5 (basses eaux)
2,80 m /s
3
Somme à Epagne-Epagnette
5 560 km²
3
34,90 m /s
3
3
19 m /s
3
3
Crue de fréquence biennale
11,00 m /s (QIX)
50,00 m /s (QJ)
Crue de fréquence quinquennale
15,00 m /s (QIX)
3
64,00 m /s (QJ)
Crue de fréquence décennale
17,00 m /s (QIX)
3
73,00 m /s (QJ)
3
20,00 m /s (QIX)
82,00 m /s (QJ)
NC
93,00 m /s (QJ)
19,20 m /s (31/03/01)
104,00 m /s (20/04/01)
Crue de fréquence vicennale
Crue de fréquence cinquantennale
Maximum connu (débit journalier max)
Figure 2 :
3
3
3
3
3
3
Comparaison des données hydrométriques des stations de
Péronne et Abbeville
Source : Banque Hydro
7
La Figure 3 ci-après illustre quant à elle l’évolution des débits moyens
mensuels aux deux stations.
Somme à Péronne
Module : 6 ;54 m3/s
Somme à Abbeville
3
Module : 34,90 m /s
Figure 3 :
Comparaison des débits moyens mensuels entre Péronne
et Abbeville
Source : Banque Hydro
• la période de basses eaux va de juin à novembre, avec des minima
estivaux en août-septembre ;
• la période de hautes eaux s’étend de décembre à mai, avec des maxima
pour les mois de janvier-avril.
Stations à Lamotte-Brebière
Une station hydrométrique a été installée septembre 2004 à proximité
immédiate du barrage (800 m environ en aval de l’ouvrage). Il s’agit de la
station « Somme à Lamotte-Brebière » (code station : E6400910, producteur :
DIREN Picardie) :
La station fournit des données locales intéressantes pour le projet mais qui ont
toutefois une faible valeur significative en raison de l’absence de chronique et
donc d’analyse statistique. Les débits moyens journaliers depuis la mise en
fonction de la station sont illustrés ci-après :
8
Figure 4 :
Débits moyens journaliers mesurés à la station « Somme à
Lamotte-Brebière »
Source : Réseau Hydro – DIREN Artois-Picardie
En outre, la Figure 5 présente les mesure depuis les 10 dernières années de la
station qualité « Somme canalisée à Camon » située entre le Lamotte-Brebière
et Amiens.
Figure 5 :
Evolution des débits moyens journaliers à la station de Camon
Source : Agence de l’Eau Artois-Picardie
9
2.5.3.
Descriptions hydraulique et morphologique du secteur d’étude
Le barrage est implanté à l’entrée du bras de la Vieille Somme qui s’étend sur
moins de 300 m avant de rejoindre le canal qui court-circuite le méandre
naturel du fleuve et où est implanté l’écluse n°16 de navigation. L’îlot séparant
le bras du canal est relié par deux passerelles au chemin de halage en rive
gauche de la Somme. La rive gauche de la dérivation est constituée d’une
digue en terre entre la rivière et un fossé longitudinal qui assure la régulation
des niveaux d’eau entre le cours d’eau et les zones de marais dans la vallée rive
gauche. Ce fossé débouche au milieu du bras de décharge par un exutoire.
La répartition des débits entrant dans le canal et le bras est d’environ 50/50. Le
barrage maintient un plan d’eau amont à la cote 24,73 NGF pour assurer la
navigabilité du canal. Le plan d’eau aval est quant à lui contrôlé par les
barrages immédiatement situés en aval sur la commune d’Amiens (barrages
manuels) dont l’objectif est d’assurer une cote de 23,25 NGF pour alimenter
les canaux d’hortillonnage en amont immédiat d’Amiens.
Le bras a une largeur à peu près constante d’une vingtaine de mètres avec une
profondeur max de 3,8 m pour le bief amont et 2,65 max pour le bief aval.
Avec un plan d’eau amont calé à 24,73 NGF et un plan d’eau à l’aval immédiat
du barrage à 23,45 NGF, on en déduit une chute globale du barrage à 1,28 m.
Débits maximaux pouvant transiter par les deux passes latérales
du barrage
Le débit maximal théorique pouvant transiter au droit de chaque vanne dans
leur fonctionnement normal a été estimé en considérant que la hauteur libre
maxi sous vanne était de 2,60 m (SOGREAH, 2004). Il en ressort que chaque
vanne peut débiter un flux allant de 11 à 15m3/s selon la vanne, soit un débit
théorique transitant hors crue pouvant aller de 0 à 80 m3/s.
Périodes de crue et d’étiage
En période de crue, le barrage est submergé et quelques cm recouvrent l’îlot
central :
• Plus hautes eaux connues du plan d’eau amont (PHE du Bief de
Lamotte) : 25,38 NGF
• Cote berge amont : 25,20 NGF
• PHE du plan d’eau aval : 24,88 NGF.
Les vannes du barrage sont ouvertes et les aiguilles bois sont partiellement
ôtées, mais la conception actuelle du barrage fait qu’une partie de la section
utile aux écoulements (près de 10 m²) des deux passes latérales se trouvent
obturée par les éléments inférieurs constitutifs de la vanne (cf. chapitre 2.4
Equipement de vantellerie) qui font obstacles aux écoulements des crues
moyennes et fortes.
10
En période d’étiage, la navigation est maintenue tant que la cote du plan d’eau
amont est supérieure à 24,58 NGF (Niveau Minimum de Navigation) ; la cote
du plan d’eau aval est alors de 23,05 NGF. La navigation est interrompue
lorsque le niveau du plan d’eau amont descend en dessous du niveau minimum
de navigation.
2.6.
Conditions d’accès au chantier
Les conditions d'accès au site des travaux sont synthétisées sur le document cijoint.
L'accès au barrage de Lamotte Brebière peut s'effectuer :
• par la rive droite de le Somme en empruntant un chemin communal qui
traverse le hameau de Lamotte Brebière , passe sous une voie ferrée
puis permet d'accéder à l'écluse de Lamotte Brebière. L'accès en rive
gauche s'effectue ensuite en franchissant le sas de l'écluse sur les portes
de l'écluse; Il n'y a donc pas d'accès routier au droit du barrage par cette
rive.
• par l'amont en empruntant le chemin de halage qui longe la Somme
canalisée en rive gauche à partir de Blangy et qui permet d'arriver au
droit de la culée rive gauche du barrage,
l'accès au chantier du gros matériel et des engins de livraison (toupies de béton,
matériel de battage, livraison palplanches…) ne pourra se faire par le chemin
de halage en rive gauche : les accès du gros matériel et autres fournitures
devront donc se faire par la voie d'eau.
11
12
3.
Réhabilitation du génie civil de l'ouvrage
Malgré les quelques incertitudes concernant le radier et les dégradations
importantes en surface, la stabilité de l’ouvrage ne semble pas être en jeu. La
majeure partie du barrage sera donc conservée. Cependant l’intégration de
clapets dans la structure existante nécessite le prolongement des piles et des
culées vers l’amont et le renforcement de l’amont du radier.
3.1.
Dispositif parafouille et radier
3.1.1.
Parafouille
L’importance de rideaux parafouilles efficaces tant à l’amont qu’à l’aval est
fondamental pour la pérennité de l’ouvrage. En effet, la faible épaisseur du
radier au droit de la pile en rive droite semble être due à un lessivage du liant
du béton cyclopéen par une circulation d’eau en sous face du radier. Les
rideaux parafouilles existant étant dans un état de dégradation avancée, il est
donc nécessaire de les reprendre entièrement.
Palplanches
Ces rideaux seront remplacés par des rideaux de palplanche amont et aval
ancrés d’au moins 0,50 m dans le substratum rocheux (approximativement à la
côte 17.30 NGF). Ces palplanches seront utilisées en phase chantier pour
assurer le batardage de l'emprise des travaux.
Les rideaux ont été implantés parallèlement à l’axe de l’ouvrage à 1,00 m en
aval du radier et à 1,35 m en amont du radier existant. Ces rideaux sont recepés
au droit de l’ouvrage à la cote 21,65 NGF. Latéralement, ils remontent dans les
berges à l’amont et à l’aval et s’arrêtent sous les niveaux amont et aval des
plans d’eau.
Enrochements
A l’aval et à l’amont du radier, sur toute la largeur de l’ouvrage, un tapis
d’enrochement de 1,00 m d’épaisseur a été prévu pour limiter les
affouillements, il sera mis en place sur un géotextile et est calé à la cote
21,00 NGF.
Au droit des culées, à l’amont et à l’aval de celles-ci, des enrochements libres
ont été prévus pour protéger les berges et les culées.
3.1.2.
Radier
Le radier existant sera prolongé sur 1,00 m d’épaisseur à l’amont et à l’aval
jusqu’aux rideaux de palplanches. Ces longrines permettent de renforcer
l’amont et l’aval du radier et de combler les affouillements. Cette disposition
permet en outre de stabiliser l’ouvrage. Ces longrines seront liées au radier
actuel par des barres d'ancrage et liaisonnées avec les rideaux de palplanches
13
par des connecteurs. La liaison entre le radier existant et les longrines amont et
aval sera assurée par repiquage de la surface de contact et complétée par la
mise en place de barres d’ancrage. A l’amont le radier sera décaissé sur une
épaisseur de 1,00 m et sur une longueur de 2,00 m et remplacé par une poutre
en béton afin d’ancrer les paliers de rotation des clapets et de reprendre les
efforts générés par ceux-ci. Plus en aval, le radier sera décaissé de 0,75 m et
sur une longueur de 3,00 m afin de créer la fosse d’effacement du clapet.
La totalité de la surface du radier sera repiquée sur une épaisseur de 0,15 m
afin de permettre la mise en place d’une dalle de béton ferraillé avec un treillis
soudé agrafé dans le radier existant.
Injection du radier
Un confortement du radier par une série d’injection de coulis de ciment sera
réalisée dans le radier et en sous face de celui-ci après mise en œuvre des
rideaux de palplanche. Conformément aux propositions du CEBTP, l’ensemble
des fondations de l’ouvrage sera injecté jusqu’au toit des sables et graviers
(18.00 à 19.00 NGF) et jusqu’au toit de la craie au droit de la culée en rive
gauche.
3.2.
Réhabilitation des piles
3.2.1.
Prolongement du nez amont
L’intégralité du nez amont de deux piles sera déposé, les pierres de tailles des
arêtes verticales en bonne état étant nettoyées et éventuellement retaillées pour
pouvoir être réutilisées. Les piles existantes sont taillées verticalement à
1,20 m du nu amont, sont reconstituées en béton et prolongées de 1,65 m vers
l’amont. Le béton sera lié à la maçonnerie par des barres d’ancrages.
Les organes de manœuvre des clapets sont totalement ancrés dans la masse du
béton.
Sur le dernier mètre des piles béton, des négatifs sont mis en œuvre pour
remonter des parements maçonnés en briques et y intégrer les pierres de taille
récupérées sur les arrêtes.
3.2.2.
Réhabilitation des maçonneries de la partie aval des piles
Les maçonneries à l’aval des piles sont nettoyées avec un jet d’eau sous
pression et grattées en surface. Les briques non récupérables seront
remplacées. Les joints abîmés seront grattés en profondeur et rejointoyés avec
un pistolet à air comprimé et lissés au fer.
La surface des piles sera reconstituée en pierre de 0,40 m d’épaisseur (calcaire
dure du Boulonnais), les pierres existantes étant récupérées en fonction de leur
état d’usure.
14
3.3.
Réhabilitation des culées
3.3.1.
Prolongement vers l’amont
Les murs en retour amont sont déposés ainsi que les murs garde grève sur une
longueur de 1,20 m depuis l’amont. Le mur en retour est reconstitué avec un
décalage de 1,65 m vers l’amont : il est constitué d’un voile en béton de 0,50 m
fondé sur une semelle filante de 0,60 m d’épaisseur. Sur les 1,30 m supérieurs,
une réservation de 0,20 cm de profondeur est conservée pour remonter un
parement en brique. Les réservations nécessaires pour les pierres de tailles sur
les arêtes verticales sont réalisées.
Les murs garde grève déposés sont reconstitués et prolongés vers l’amont avec
un voile béton de 1,00 m de large afin de reprendre les efforts de la vantellerie.
Les mêmes dispositions que pour les murs en retour sont prises pour les
parements maçonnés.
3.3.2.
Réhabilitation des maçonneries de la partie aval des culées
On procède de la même manière que pour les piles.
Les pierres en couronnement sont déposées, numérotées et nettoyées
intégralement avec enlèvement du mortier. Elles sont ensuite remises en place.
Si leur état est trop dégradé, elles seront remplacées.
L’état de dégradation des maçonneries des culées étant plus avancé que celui
des piles, il pourra être nécessaire de remonter des pans complets de mur après
ravalement du support.
3.4.
Rainures à batardeaux
Afin de faciliter l’exploitation de l'ouvrage, il est nécessaire de prévoir la mise
en place de batardeaux. Des rainures seront réalisées dans les maçonneries à
l’amont et à l’aval des piles et des culées afin d’y sceller des profilés
métalliques en U.
3.5.
Surface d’étanchéité des clapets
La surface d’étanchéité des clapets est à cheval sur la partie béton et sur la
partie en maçonnerie existante :
• au droit de la surface en béton, un négatif de 10 mm servira à la mise en
œuvre de l’enduit de la surface de frottement,
• au droit de la surface de maçonnerie existante, celle-ci sera repiquée sur
2 à 3 cm de profondeur, afin de mettre en œuvre l’enduit de la surface de
frottement,
15
L’enduit à mettre en œuvre aura une granulométrie relativement faible et des
propriétés anti-érosives élevées.
3.6.
Reconstruction de la passerelle
Il s’agit d’un pont dalle en béton armé de 3,00 m de largeur et de 0,25 m
d’épaisseur. Latéralement deux gardes roues de 0,10 m de hauteur ont été
prévus : Ils supporterons des gardes corps conforment à l’accueil du public.
Les gardes corps actuels ne seront pas réutilisés et seront remplacés par des
gardes corps aux normes suivant les prescriptions de l’architecte conseil du
canal de la Somme.
Les différentes travées seront isostatiques afin de faciliter le phasage de leur
mise en œuvre. Il pourra être envisagé un principe de prédalles précontraintes
en coffrage perdu.
4.
Equipements hydromécaniques
4.1. Conception générale des nouvelles bouchures
Il s’agit de clapets de 5,00x3,08 m dont le déplacement est assuré par des
motoréducteurs par l’intermédiaire de chaines.
4.1.1.
Général
Chaque clapet sera constitué par un tablier mobile articulé sur un axe
horizontal dans un ensemble de paliers fixés au génie civil du radier
reconstitué.
La manœuvre de chaque tablier sera assurée par un motoréducteur électrique
placé sur les culées et une des piles intermédiaires. Cette disposition induit une
conception symétrique pour un des 3 clapets ( deux clapets seront manœuvrés
depuis leur rive droite ou leur rive gauche, le troisième étant manœuvré depuis
sa rive opposée). La volonté de construire 3 clapets identiques imposerait de
placer deux des trois motoréducteurs sur les piles intermédiaires où ils
disposeraient d’un accès moins facile. Nous avons donc privilégié l’accès aux
motoréducteurs à partir de chacune des deux berges, le troisième
motoréducteur étant obligatoirement placé sur une des piles. Il est à noter que
le niveau d’arase des culées étant supérieur à celui des piles, les supports des
motoréducteurs des culées seront placés dans des décaissement afin de
conserver des épures de débattement identiques pour tous les clapets.
Le motoréducteur sera relié au tablier du clapet au moyen d’une chaîne
circulant sur un pignon monté sur l’arbre de sortie du réducteur.
16
Les mouvements des clapets pourront être commandés en plusieurs modes :
• automatique : dans ce mode de fonctionnement les mouvements de
clapets seront gérés automatiquement par l’armoire de contrôle et de
commande en fonction du niveau du bief amont et des consignes
préétablies,
• manuel : dans ce mode de fonctionnement, la vanne sera manœuvrée
volontairement par un opérateur par l’intermédiaire de l’armoire de
commande ou de la télécommande. L’opérateur choisira la manœuvre
voulue (montée ou descente) et l’automatisme de commande déclenchera
les commandes nécessaires.
• secours : en cas de rupture d’alimentation en énergie électrique par le
réseau, un groupe électrogène de secours sera prévu, il permettra
d’assurer les manœuvres manuelles du barrage.
Une description détaillée des différents sous ensemble est donnée ci après.
4.1.2.
Géométrie
Les dimensions et les caractéristiques des pertuis existant ainsi que leurs
sections mouillées seront conservées :
• Largeur des passes
:
5 000 mm
• Niveau du radier amont
:
21,65 NGF
• Niveau normal du bief amont :
24,73 NGF
• Niveau normal du bief aval
:
23,25 NGF
• Niveau des PHE amont
:
25,38 NGF
• Niveau des PHE aval
:
23,77 NGF
Les dimensions de nouvelles bouchures sont donc fixées à :
4.1.3.
• Largeur utile des bouchures :
5 000 mm
• Hauteur utile des bouchures :
3 080 mm
Conditions de fonctionnement des bouchures
Les fonctionnalités des bouchures définies doivent pouvoir être assurées en
considérant les modifications des conditions extérieures et notamment les
variations maximales des niveaux des biefs amont et aval ainsi que les
défaillances prévisibles des équipements mis en place.
17
• les variations des niveaux amont et aval sont bien connues : leur valeurs
caractéristiques seront prises en comptes dans l’énoncé des conditions de
charge (voir ci dessous).
• les défaillances prévisibles sur les équipements sont :
−
−
−
l'innopérabilité des organes de manœuvre
l'innopérabilité du système de contrôle commande
la rupture d’alimentation en énergie
Compte tenu de la configuration des ouvrages et de la présence de la passerelle
amont, le risque du choc d’une embarcation n'a pas à être pris en considération
dans le dimensionnement des nouvelles bouchures.
Les dispositions proposées pour la prise en compte de ces défaillances et
accidents sont abordées ci-après dans la description des sous-ensembles
constitutifs des équipements.
4.1.4.
Cas de charge
Cas de charge normal
Ce cas correspond aux charges appliquées sur la bouchure dans les conditions
d’exploitation courantes.
Nous proposons de les fixer comme suit :
• Niveau d’eau amont à la RN +0.25 m, soit 24,98 NGF
• Niveau d’eau aval à la RN, soit 23,25 NGF
• Température moyenne ( 18°)
• Organe de manœuvre et contrôle commande opérationnels.
Dans ce cas, les contraintes dans les matériaux constitutifs des vannes seront
limitées à 50 % de leur limite élastique.
Cas de charge dégradé
Ce cas correspond à la prise en compte d’une défaillance interne des
bouchures, de leurs organes de manœuvre ou du contrôle commande sous les
conditions hydrauliques normales ( RN amont et aval) :
• Coincement de la bouchure côté opposé à la manœuvre et couple
maximal du moteur possible compte tenu du dispositif de limitation mis
en place.
• Défaut du contrôle commande ou défaut des capteurs de position haute,
18
Cas de charge exceptionnel
Ce cas correspond à la prise en compte d’événements exceptionnels tels que :
• Vidange du bief aval et retenue amont à la RN +0,25 m,
• Niveau amont exceptionnel et bouchure non ouverte, niveau du bief aval
à sa côté nominale
manœuvre).
( innopérabilité d’un ou plusieurs organe de
• Défaut du dispositif de limitation de charge.
4.1.5.
Conditions de manoeuvre
Temps de manœuvre
Nous proposons de dimensionner les organes de manœuvre pour un temps
d’ouverture et de fermeture de chaque vanne de 1/4 heure environ.
Dimensionnement
• cas de charge normal :
−
manœuvre complète de la bouchure en considérant le niveau amont
à la RN +0.25 m et le niveau du bief aval à la RN : dans ce cas de
charge, les contraintes dans les structures seront limitées à 50% de
la limite élastique et le facteur de service sera de 1,33.
• cas de charge dégradé :
−
manœuvre complète de la bouchure en considérant le niveau amont
à la RN +0.25 m, le niveau du bief aval vide et le caisson du clapet
plein.
Dans ce cas de charge, les contraintes dans les structures seront limitées à 66%
de la limite élastique et le facteur de service sera de 1,25.
4.2. Description des différents sous ensembles
4.2.1.
Le tablier
Le tablier du clapet, du type ventre de poisson, sera principalement constitué
par une tôle de bordée amont cintrée soudée sur un ensemble de voiles
verticaux. Une tôle de bordée aval cintrée sur un rayon plus petit que la tôle de
bordée amont sera soudée, entre les voiles verticaux sur la face aval de la tôle
amont. L’ensemble forme ainsi un caisson étanche et résistant à la torsion.
19
Les tôles de bordée amont et aval seront renforcées afin de résister à la
pression d’eau.
La crête déversante du tablier sera équipée d’un ensemble de brise-lames
permettant l’aération de la face aval du tablier. L’entraxe des brise-lames sera
de l’ordre de 1,5 m
La partie inférieure du tablier sera courbe et servira de portée d’étanchéité au
joint de seuil. Elle sera construite en acier inoxydable.
Les voiles verticaux réaliseront l’articulation du tablier sur un ensemble de
palier ancré dans le génie civil du seuil. Un dispositif permettant l’alignement
précis des axes de rotation des voiles lors de la fabrication sera prévu. Ce
dispositif devra être réglable après la soudure complète du tablier.
4.2.2.
Les paliers d’articulation
L’articulation du tablier par rapport au radier sera réalisée au moyen d’un
ensemble de paliers dont l’entraxe ne sera pas supérieur à 3 mètres. La liaison
entre les voiles verticaux et les paliers sera réalisée au moyen d’axes en acier
inoxydable.
Les paliers d’articulation seront constitués par deux chapes verticales soudées
sur une plaque de base horizontale et une plaque arrière verticale. Ces plaques
serviront au réglage du palier par rapport à d’autres plaques fixées sur des
tirants d’ancrage scellés dans le génie civil du seuil.
Le réglage des paliers sera effectué dans les deux directions perpendiculaires
au moyen de système type vis écrou. Après réglage définitif les paliers seront
scellés dans un béton deuxième phase.
Les bagues des paliers seront en bronze avec insert graphite, tout autre choix
devra être soumis à l’agrément du Maître d’Oeuvre.
Le diamètre des axes de rotation sera étagé afin de permettre un démontage
aisé.
4.2.3.
Les joints d’étanchéités
L’étanchéité entre le clapet et les bajoyers sera réalisée au moyen de joints type
cornière maintenus par des contreplats boulonnés. Ces joints seront montés sur
la face amont du tablier.
L’étanchéité entre le clapet et le seuil sera réalisée au moyen d’un joint
cornière maintenu par des contreplats en acier inoxydable boulonnés sur un
profilé métallique scellés dans le génie civil du seuil. Ce joint portera sur la
partie inférieure du tablier construite en acier inoxydable.
20
4.2.4.
L’organe de manœuvre
Le tablier du clapet sera manœuvré par un réducteur entraîné par un moteur
électrique.
L’ensemble motoréducteur sera capoté pour prévenir le vandalisme. Ces capots
seront munis de trappes cadenassables afin de pouvoir réaliser les opérations
de maintenance ordinaire sans les démonter complètement. La forme, la texture
et la couleur des capotages seront définies avec l’architecte.
L’ensemble du dispositif sera soudé sur une plaque en acier fixées sur des
tirants d’ancrage scellés dans le génie civil des piles et des culées. Les négatifs
et/ou les éléments complémentaire de béton à prévoir afin de souder les
organes de manœuvre sont représenté sur les plans n°LB-PRO-02 et 03. Ces
disposition permettent d’éviter la transmission d’efforts dus à la manœuvre sur
des éléments maçonnés mais permettent la transmission direct aux éléments
bétons.
Réducteur et chaîne
Le réducteur sera constitué par plusieurs trains d’engrenage permettant
d’obtenir la vitesse de rotation souhaitée de l’arbre de sortie. Un ou plusieurs
de ces étages de réduction sera constitué par un engrenage type roue et vis sans
fin dont le rapport de réduction permettra d’apporter une irréversibilité statique
à l’ensemble de la chaîne cinématique. Tous les arbres rapides du réducteur
seront montés sur des roulements à bille ou à rouleau.
Une chaîne reliera la rotule de la tige du vérin et le tablier du clapet. Cette
chaîne circulera le pignon d’entraînement.
Le pignon d’entraînement sera monté par clavetage sur l’arbre de sortie du
réducteur.
L’axe de liaison entre la chaîne et le tablier du clapet sera situé hors d’eau
lorsque le clapet est en position fermé.
La portion de chaîne ne circulant jamais sur le pignon du motoréducteur sera
constituée d’un seul maillon. Les axes de liaison de ce maillon avec le tablier
d’un côté et le reste de la chaîne de l’autre seront équipés de bagues en
matériaux autolubrifiants.
Un râtelier sera prévu pour le stockage de la chaîne lors de la remontée du
clapet, il pourra être fixé sur le carter du réducteur ou son châssis support. La
chaîne sera équipée de petits galets latéraux permettant son positionnement
dans le râtelier de stockage. En position de stockage la totalité de la longueur
de la chaîne sera située au-dessus du niveau normal du bief amont.
Des dispositifs de détection de mou de chaîne et de déraillement chaîne seront
prévus.
21
L’ensemble chaîne pignon sera convenablement capoté. Les capots seront
montés sur charnières et convenablement cadenassé, ils seront construits en
acier inoxydable.
Un bac de récupération des résidus de graissage de la chaîne et du pignon sera
prévu afin d’éviter la pollution de la rivière, il sera construit en acier
inoxydable et il sera abrité par le capotage de la chaîne pour éviter son
remplissage par la pluie
Moteur électrique
Le moteur électrique sera du type triphasé asynchrone et aura une vitesse de
rotation de 1500 tr/mn. Afin de parfaire le maintien en position du clapet, il
sera équipé d’un frein fonctionnant par manque de courant.
Le contrôle de l’effort appliqué à la chaîne sera réalisé par l’intermédiaire du
contrôle de la puissance absorbée par le motoréducteur A cet effet, un
dispositif électronique sera installé dans l’armoire de commande. Ce
composant permettra également un démarrage progressif et une limitation du
courant de démarrage.
4.2.5.
Le dispositif de brochage
Afin de permettre les opérations d’entretien sur le motoréducteur et la chaîne,
un dispositif de brochage du tablier de chaque clapet en position haute sera
prévu. Celui ci sera mis en place et retiré manuellement. Un détecteur de fin de
course interdira toute manœuvre du clapet si ce dispositif n’est pas position
stockage.
Il sera constitué par un levier articulé sur le support du motoréducteur et
brochera le voile de manœuvre du tablier.
4.3. Equipements de contrôle commande
4.3.1.
Général
L’armoire de contrôle et de commande du barrage sera abritée dans une pièce
de la maison éclusière à réhabiliter.
4.3.2.
Modes de fonctionnement
Afin de répondre aux différentes situations pouvant se présenter lors de
l’exploitation et de la maintenance des équipements, plusieurs modes de
fonctionnement doivent être prévus :
22
Automatique
Dans ce mode de fonctionnement, les manœuvres d’ouverture et de fermeture
des clapets seront réalisées automatiquement en fonction des consignes
préalablement établies et de la mesure du niveau amont.
L’ensemble de ces données sera intégré par un automate programmable qui
déclenchera les ouvertures et fermetures des vannes.
La procédure de régulation de niveau sera basée sur une succession de temps
de travail et de temps d’attente.
Les niveaux de crête des tabliers des clapets seront asservis au niveau du bief
amont afin de garder celui ci constant, ce niveau de consigne étant ajustable (
sur une plage de quelques centimètre) en fonction des conditions d’exploitation
requises. Le niveau de consigne sera affecté de deux seuils : un seuil haut et un
seuil bas, la différence entre ces seuils et le niveau de consigne étant également
ajustable.
• Seuil bas niveau de consigne< Niveau amont< Seuil haut du niveau de
consigne : les vannes restent en position,
• Niveau amont > seuil haut du niveau de consigne :
−
−
−
−
−
−
Ouverture pendant un temps T1 du clapet 1,
Attente pendant un temps T2,
Si le niveau amont reste au-dessus du seuil haut du niveau de
consigne, ouverture du clapet n°2 afin de caler le niveau de sa crête
sur le clapet n°1
attente pendant un temps T2,
Si le niveau amont reste au-dessus du seuil haut du niveau de
consigne, ouverture du clapet n°3 afin de caler le niveau de sa crête
sur le clapet n°1
Et ainsi de suite jusqu’à l’ouverture complète des trois clapets
• Niveau amont < seuil bas du niveau de consigne :
−
−
−
−
−
−
Fermeture du clapet n 1 pendant un temps T3,
Attente pendant un temps T4,
Si le niveau amont reste au-dessous du seuil bas du niveau de
consigne, fermeture du clapet n°2 afin de caler le niveau de sa crête
sur celui du clapet n°1
attente pendant un temps T4
Si le niveau amont reste au-dessous du seuil bas du niveau de
consigne, fermeture du clapet n 3 afin de caler le niveau de sa
crête sur celui du clapet n°1
Et ainsi de suite jusqu’à la fermeture complète des trois clapets.
Les valeurs des temps T1, T2, T3, T4 seront ajustables sous mot de passe.
La mise en place d’une sécurité sur un niveau aval maxi peut être envisagée,
elle consisterai à asservir les mouvements des clapets au niveau aval ( en lieu
23
et place du niveau amont ) lorsque le niveau aval atteindrait une cote d’alerte
prédéfinie.
Cette disposition permettrait de réduire le risque d’inondation à l’aval du
barrage mais augmenterai le risque d’inondation à l’amont.
Manuel
Dans ce mode de fonctionnement, les clapets seront manœuvrés
volontairement par un opérateur par l’intermédiaire de l’armoire de commande
ou de la boite à bouton. Les fins de courses haut et bas arrêteront les
mouvements.
L’opérateur choisira la manœuvre voulue (montée ou descente) et
l’automatisme de commande déclenchera les commandes nécessaires.
Les manœuvres manuelles de montée et de descente des clapets devront
pouvoir être réalisées même en cas de panne de l’automate.
Secours
En cas de coupure de l’alimentation en énergie par le réseau EDF. Un groupe
électrogène de secours sera prévu.. Il permettra la manœuvre manuelle et
locale des clapets et sa puissance sera suffisante pour assurer la manœuvre
simultanée à la montée de deux clapets.
Le groupe électrogène pourra être abrité dans l’espace rangement du local de
commande dans ce cas il sera connecté en permanence à l’armoire de
commande et le basculement de l’alimentation sera obtenue au moyen d’un
commutateur, les évacuations des gaz brûlés seront prévues
Le groupe électrogène pourra également être stocké dans un centre
d’exploitation et apporter sur site par camion. Il sera alors connecté à l’armoire
de commande par une prise extérieure.
L’automate de commande et l’automate de télégestion seront secourus par une
batterie d’une autonomie de 24 h. En cas de coupure réseau, une alarme sur
l’astreinte sera déclenchée par l‘automate de télégestion.
4.3.3.
Matériels installés
Les équipements installés comprendront :
Deux capteurs de niveau amont
Le niveau amont sera mesuré dans la partie de canal à l’amont des pertuis dans
un endroit calme et non perturbé Les capteurs pourront être du type
piezométrique ou ultrasonique.
24
Le type piezométrique est immergé et mesure la pression de la colonne d’eau
au-dessus du capteur. Il est placé dans un tube fixé à la berge.
Le type ultrasonique est émergé et mesure la distance entre le capteur et la
surface de l’eau. Il est placé sur un support fixé à la berge.
La mise en place de deux capteurs fonctionnant en redondance permettra
d’augmenter la fiabilité de l’installation. Une divergence de mesure entre les
deux capteurs déclenchera un défaut et une alarme
Les informations de niveau transmises par les capteurs seront filtrées par
temporisation afin d’éviter des manœuvres de clapet intempestives sur des
intumescences dues au passage des bateaux ou aux bassinées par exemple.
Un capteur de niveau aval
Le niveau aval sera mesuré. Le capteur sera du type piezométrique et sera situé
à une distance d’environ 70 m à l’aval du barrage afin d’en éviter les
perturbations.
Capteurs et indications de position des clapets
Chaque clapet sera équipé des capteurs et indicateurs suivants
• Fin de course haut
• Fin de course très haut.
• Fin de course bas
• Indicateur en continu du niveau de la crête du clapet
• Mou de chaîne
• Déraillement chaîne
Une armoire de commande
Cette armoire sera installée dans un local technique aménagé dans la maison
éclusière existante en rive droite à l’aval de l’écluse. Elle abritera l’ensemble
des composants électriques nécessaires au contrôle et à la commande des
clapets dans tous les modes de fonctionnement.
• Gestion des manœuvres en mode automatique
• Gestion des sécurités
• Gestion de l’interface utilisateur
• Gestion des communications
25
L’armoire de commande des clapets sera principalement composée de :
• d'une enveloppe extérieure,
• d'un commutateur marche arrêt général,
• d'un voyant armoire sous tension,
• d'un ensemble de disjoncteurs de sécurité,
• d’un contrôleur d’inversion de phase.
• de trois compteurs horaires indiquant le temps de fonctionnement de
chacun des motoréducteurs
• d’un ensemble de contrôleur d’intensité des moteurs électriques.
• d'un ensemble de contacteur de commande des moteurs électriques,
• d'un automate programmable de gestion des manœuvres,
• d'un commutateur de choix du mode fonctionnement pour chacun des
clapets :
−
−
−
automatique,
manuel,
arrêt,
• d'un ensemble de boutons poussoirs de manœuvre manuelle pour chacun
des clapets :
−
−
−
montée,
descente,
arrêt mouvement,
• d'un indicateur de niveau NGF du bief amont,
• d'un indicateur de niveau NGF du bief aval,
• d’un indicateur de niveau NGF de la crête de chaque clapet
• d’un ensemble d’indicateur de l’intensité absorbée par chaque moteur
électrique de manœuvre des clapet
• d'un ensemble de voyants d’indication pour chaque clapet :
−
−
−
−
clapet en montée
clapet en descente
position basse,
position haute,
• d'un ensemble de voyant de défauts :
−
−
−
−
−
−
défaut automate,
défaut motoréducteur ( 1 pour chaque clapet)
défaut niveau amont trop haut,
défaut capteur de niveau amont
défaut dérive clapet (pour chaque clapet)
défaut clapet trop haut ( pour chaque clapet)
26
• d’un bornier de raccordement :
−
−
−
des motoréducteur
des indicateurs de positions et des fins de course,
de la mesure de niveau,
• du récepteur radio de la télécommande.
• d’une batterie de secours des automates
• d’une prise extérieure ou d’une commutateur pour le branchement du
groupe électrogène.
• d’un râtelier de stockage et de recharge de la boite à bouton de
commande manuelle
Une console de communication, permettant la modification des paramètres
ajustables sera fournie avec l’automate programmable.
Les manœuvres manuelles de montée et de descente des clapets devront
pouvoir être réalisées même en cas de panne de l’automate.
Le défaut dérive clapet est déclenché si un mouvement du tablier est détecté
sans ordre préalable.
Les traversées de cloisons entre l’intérieur et l’extérieur du local technique de
commande seront réalisées de façon étanche en conservant la possibilité de
démontage des câbles électriques.
Une boite à bouton.
Les clapets pourront être manoeuvrées localement et à vue au moyen d’une
boite à bouton.
La liaison entre la boite à bouton et l’armoire de commande sera réalisée par
radio.
La boite à bouton permettra d’assurer les mouvements de montée et de
descente de chaque clapet individuellement.
Cette boite sera équipée des commutateurs et boutons poussoirs suivants
• Commutateur de choix du clapet à manœuvrer
• Montée clapet
• Descente clapet
• Arrêt mouvement
• Arrêt d’urgence
27
Interface utilisateur
L’utilisation d’un écran couleur tactile pourra être envisagé pour remplacer une
partie des voyants et indicateurs décrits ci dessus. Celui ci sera présenté sous la
forme suivante :
• Une page d’accueil présentant le synoptique général de l’installation avec
les indications suivantes
− Niveau du bief amont
− Niveau du bief aval
− Niveau de la crête de chaque clapet
− Consigne de niveau
− Ecart par rapport à la consigne
− Etat de chaque fin de course
− Etat de chaque clapet ( arrêt, auto, manu)
− Clapet en défaut ( pour chaque clapet)
− Etat de chaque mouvement
La navigation vers la page de menu général et la page de défaut sera directe
(appui sur une touche) depuis la page d’accueil
• Une page de menu général avec les sous menus suivants
−
−
−
−
−
−
Visualisation et modification paramètre
Niveaux
Défauts
Maintenance
Automate
Grafcet
La page paramètre permettra la visualisation et la modification de l’ensemble
des paramètres de la régulation ( niveau, temporisation, écarts etc…), la
modification des paramètres nécessitera l’utilisation d’un mot de passe.
La page niveau permettra de visualiser l’historique des niveaux amont et de la
crête des clapets suivant deux échelles de temps ( 12 h et 96 h) par pas de 10
mn.
La page défauts permettra l’archivage au fil de l’eau de tous les défauts qui
seront horodatés.
La page maintenance permettra de connaître, pour chaque motoréducteur, le
temps de fonctionnement, le nombre de démarrage et le délai moyen entre deux
démarrages. Un bouton de remise à zéro accessible par mot de passe sera prévu
pour chaque compteur.
La page automate permettra de visualiser les cartes automates et leur défaut
ainsi que les états des entrées et des sorties
La page grafcet permettra de suivre l’évolution de la régulation en temps réel.
28
Les boutons poussoirs de manœuvre manuelle et le commutateur de choix de
mode seront conservés.
Un d’arrêt d’urgence
Un bouton d’arrêt d’urgence type coup de poing sera installé à proximité des
clapets. Afin d’anticiper des actes de malveillance visant à arrêter de façon
inopportune le fonctionnement des clapets, une remise en marche automatique
sera prévue 1 heure après utilisation du bouton d’arrêt d’urgence si aucune
consigne contraire n’a été fournie.
Télégestion et télésurveillance
Un module de télésurveillance du barrage sera installé, il permettra d’assurer
les fonctions suivantes.
• Suivi historique des niveaux amont et aval sur une période 96 heures au
pas de 1 heure. Les valeurs seront horodatées ( la période et le pas de
temps restent à valider)
• Déclenchement d’appel téléphonique sur trois numéros en cascade ( fixe
ou mobile) sur défaut. Chaque défaut devra être clairement identifié et
expliqué lors de l’appel
• Acquisition à distance, par Minitel ou PC, des positions de chaque vanne
et des niveaux amont par l’appellant.
Ce module utilisera le réseau téléphonique et sera équipé des matériels
d’interface nécessaires. La connexion du local de commande au réseau
téléphonique devra être réalisée.
4.3.4.
Alimentation en énergie du barrage
Le local de commande du barrage sera alimenté en énergie électrique à partir
du point d’arrivée EDF situé à proximité de la maison éclusière. Le câble
circulera sous fourreaux et en tranchée sur la berge rive droite. Une chambre
de tirage sera prévue tout les 50 m environ
Les motoréducteurs seront alimentés en énergie électrique à partir de l’armoire
de commande du barrage par des câbles circulant dans des fourreaux mis en
place dans des tranchées y compris pour la traversée sous-fluviale
indispensable.
4.3.5.
Données et communication
Le local du barrage sera connecté au réseau téléphonique commuté dont le
point d’arrivée est situé à proximité de la maison éclusière.
Les différents capteurs situés sur les motoréducteur et les clapets seront reliés à
l’armoire de commande par plusieurs câbles ( un par clapet) qui circuleront
29
sous fourreaux et en tranchée. La tranchée pourra être commune avec celle du
câble d’alimentation en énergie mais les fourreaux seront différents.
4.4. Batardeaux d’exploitation
4.4.1.
Général
La quantité prévue permet l’isolation complète d’une passe.
Les bouchures de secours seront utilisées dans les cas suivant :
• intervention d’entretien
sur les parties immergées des bouchures
principales : paliers et joints inférieur et latéraux des clapets mobiles.
• intervention sur les ouvrages de génie civil immergés
• intervention de maintenance lourde ou de réparation sur les bouchures :
• démontage et remise en peinture
Les tabliers seront construits en acier et les pièces fixes en acier inoxydable.
Compte tenu des niveaux d’eau des biefs, un batardeau amont et un batardeau
aval seront prévus.
Ils seront constitués par un ensemble d’éléments superposables venant se
positionner dans des rainures en U pratiquées dans les bajoyers de chaque
pertuis. La hauteur utile de chaque élément sera de 650 mm. Les éléments de
batardeaux amont et aval seront de construction strictement identiques et
seront interchangeables.
Les principales dimensions du batardeau amont seront :
Largeur utile
Hauteur utile
Hauteur d’eau normale
Niveau du seuil
Nombre d’éléments
4.4.2.
Amont
5 000 mm
3 250 mm
3 080 mm
21,65 NGF
5
Aval
5 000 mm
1 950 mm.
1 600 mm
21,65 NGF
3
Description des sous ensembles
Pièces fixes
Les pièces fixes des batardeaux sont composées des rainures latérales et de la
poutre de seuil.
Les rainures latérales serviront au guidage, à la portée d’étanchéité et à la
transmission des efforts aux maçonneries. Elles seront constituées par un
30
profilé en acier inoxydable en forme de U scellé dans une rainure pratiquée
dans le génie civil des bajoyers. Le profilé en acier sera équipé des pattes de
réglage et de scellement permettant son positionnement dans le génie civil.
L’espace subsistant entre le génie civil et le profilé acier sera comblé par du
mortier de scellement.
Les rainures de guidage seront reliées entre elles par une poutre de seuil scellée
dans le génie civil du radier de chaque pertuis. Cette poutre servira à la portée
du joint inférieur du tablier.
Tablier
Les éléments de batardeau seront constitués par une tôle de bordée raidie sur sa
face amont ( exposée au bief) par un ensemble de renforts horizontaux et
verticaux. Chaque élément sera équipé de deux larges plats latéraux servant à
son guidage et s ‘appuyant sur les profilés en U scellés dans les bajoyers. La
taille de ces plats permettra d’intéresser la largeur totale de la rainure à la
reprise des efforts.
L’étanchéité latérale sera obtenue par l’utilisation de joint note de musique
L’étanchéité de seuil et entre éléments sera obtenue par l’utilisation de joint
plat. Les joints seront maintenus par des contreplats en acier inoxydable
boulonnés sur la structure de l’élément de batardeau.
Les joints d’étanchéité latéraux porteront sur les profilés en U scellés dans les
bajoyers.
Les joints d’étanchéité de seuil porteront sur l’élément immédiatement
inférieur et sur la poutre de seuil scellée dans le génie civil du radier de chaque
pertuis.
Manœuvre
Les opérations de mise en place et d’enlèvement des batardeaux seront
réalisées au moyen d’une grue positionnée sur la berge rive gauche. Les
éléments seront manutentionnés au moyen d’élingues ; lors de ces opérations
l’assistance de plongeurs sera requise, notamment pour l’accrochage ou le
décrochage des éléments.
La mise en place des éléments du batardeau sera réalisée en eau morte.
L’enlèvement du batardeau sera réalisé après équilibre des niveaux. Cet
équilibre sera réalisé par le soulèvement de quelques centimètres de l’élément
de batardeau supérieur, le clapet étant alors en position haute.
Des oreilles de levage seront prévues sur la poutre supérieure de chacun des
éléments pour l’accrochage des élingues.
31
5.
Intégration de la passes à anguilles
Le programme prévoit l’intégration d’une passe à anguilles. Conçue pour
permettre le franchissement par les anguilles de la chute créée par le barrage, la
passe est constituée d'une goulotte de section trapézoïdale dont le parement
incliné est équipé soit d'un substrat, soit d'éléments en béton préfabriqué du
type Evergreen permettant de faciliter la reptation des anguilles.
5.1.
Implantation de la passe
Afin d'éviter de fragiliser les culées du barrage et compte tenu des conditions
topographiques du site, cette passe est implantée dans le terre-plein qui existe
en rive droite du barrage et qui sépare la Vieille Somme du bras navigable à
5,00 m en aval du barrage.
5.2.
Conception générale de la passe
La passe comprend :
• un dalot à fond horizontal de 0,60 x 0,80 m (b x h) implanté sous
l'emprise du terre-plein, couvert par un caillebotis de type industriel
permettant la circulation d’engins et de personnes et laissant le canal de
liaison ajouré. En amont, une grille a été prévue pour éviter l'introduction
de corps flottants dans l'ouvrage. Le radier de ce canal est calé à la cote
24,53 NGF, il est tapissé de pierres qui dépassent du béton afin
d’augmenter la rugosité du fond et favoriser la reptation des anguilles.
• à l’extrémité de ce canal de liaison coté vieille Somme, un seuil de
contrôle réglable (mise en place de planchettes dans les rainures
latérales) a été prévu pour laisser transiter un débit dans la goulotte
inclinée qui rejoint le plan d’eau aval.
• une rampe inclinée de 0,60 m de largeur (0,18 m + rampant incliné de
0,42 m de largeur) et de 5 m de longueur présentant une pente
longitudinale de 25%. Son extrémité repose sur le rideau de palplanches
existant en aval rive droite du barrage. Le rampant de la section de cette
goulotte inclinée est équipée d'éléments en béton préfabriqué du type
Evergreen permettant de faciliter la reptation et la remonté des anguilles.
32
6.
Mode d’exécution des travaux et impact
6.1.
Mode d’exécution des travaux
En considérant les débits maximum à dériver imposés dans le CCTP durant la
période pressentie pour les travaux, deux mode d’exécution sembles
envisageables.
6.1.1.
Mode d’exécution n°1
Le mode d’exécution n°1 est décrit dans le plan n°LB-DCE-09 et prend en
compte la nécessité de maintenir le plan d’eau amont à sa cote normale durant
les travaux.
Le maintien du plan d’eau amont durant les travaux nécessite de conserver
durant toutes les phases du chantier une passe ouverte avec une vanne de
régulation en fonctionnement.
6.1.2.
Mode d’exécution n°2
Le mode d’exécution n°2 consisterait à réaliser une dérivation des débits via
l’îlot séparant la vieille Somme de la Somme canalisée en mettant en contact
hydraulique les biefs amont et aval. Cette dérivation doit d’une part permettre
de régler le plan d’eau à l’amont et d’autre part maintenir la circulation des
usagers et des véhicules d’entretien. Ce mode d’exécution contraignant en
terme de réalisation présente l’intérêt de réaliser en une phase le barrage et de
réduire considérablement les délais.
6.2.
Impacts
L’organisation du chantier permettra d’éviter tout impact sur le milieu
aquatique. Il devra être en tout point conforme aux prescriptions de l’arrêté Loi
sur l’Eau. Il s’agira notamment d’éviter l’entraînement des matières en
suspension dans la Somme. Pour cela les travaux (terrassement, démolition,
béton…) seront réalisés à l’abri d’un batardeau en palplanche constituant les
futurs rideaux parafouilles.
Par ailleurs, pour éviter tout risque de pollution chimique (carburant,
lubrifiant…) des recommandations particulières seront imposées aux
entreprises en charge du chantier ; ces recommandations concerneront la
distribution du carburant, l’entretien des engins…
Les zones d’emprise étant faibles la prise d’un arrêté préfectorale concernant
l’accès par les promeneurs à l’îlot sera peut être nécessaire.
33
Annexe 1 : Rapports géotechnique
du CEBTP
Le rapport géotechnique du CEBTP est joint sous format PDF au CD contenant
l’ensemble des pièces du dossier de consultation ainsi que les plans aux
formats AUTOCAD et PDF.

Réhabilitation du barrage de Lamotte Brebière sur la Somme

Transcription

Documents pareils

lettre Procureur de la république de Rodez

Résumé : Certains barrages algériens sont confrontés au problème

Inauguration du barrage « Yacoub El Mansour

Purges et lâchers d`eau : attention danger. Gestion des risques liés

Navigation de plaisance sur le Rhône et l`Arve

barca d`alva | régua

Barrage antipollution

Microcentrale de Notre-Dame-de-Montauban : Vive opposition des