ville de toulon dardennes – réhabilitation etudes de

TRACTEBEL ENGINEERING S.A.

AGENCE DE LYONTour Part-Dieu – 129, rue Servient – 69326 Lyon CEDEX 3 - FRANCEtél. +33 4 78 63 69 25 - fax +33 4 78 63 69 29engineering-fr@gdfsuez.comwww.tractebel-engineering-gdfsuez.com

N. ref. : P.003560.0001 NT08Entité : Hydraulique FranceImputation: P.003560.0001 DARDENNES – REHABILITATION

Client : Ville de Toulon

Projet : Dardennes – Réhabilitation

Sujet : Etudes de diagnostic et études préliminaires – Travaux de mise à niveau de la capacitéd’évacuation des crues

P. SAURA C. CASTEIGTS C. CASTEIGTS

01 .06.13 Première émission Final P. LIGNIER J. GAUTIER R. VENIER

REV. MM/AA SUJET DE LA REVISION STAT. REDIGE VERIFIE APPROUVE

TRACTEBEL ENGINEERING S.A. – Siège social : Le Delage – 5, rue du 19 mars 1962 – 92622 Gennevilliers CEDEX - FRANCEau capital de 3 355 000 euros – R.C.S. Nanterre B 309 103 877 – SIREN 309 103 877 – VAT: FR 82 309 103 877 – APE 7112B

Cedo

cum

ent

est

lapr

oprié

téde

Trac

tebe

lEng

inee

ring

S.A.

Tout

ere

prod

uctio

nou

tran

smis

sion

àun

tiers

est

inte

rdite

sans

auto

risat

ion

préa

labl

e

VILLE DE TOULON BARRAGE DE DARDENNES DIAGNOSTIC - EVACUATEUR DE CRUES

Evacuateur de crues Ed. 2017-03-17 PAGE I/ I

SOMMAIRE

1. INTRODUCTION ......................................................................................................... 3

2. CRITERES HYDRAULIQUES DE PROJET ......................................................................... 4

3. ETAT ACTUEL DE L’EVACUATEUR ................................................................................. 5

4. SOLUTIONS PROPOSES ............................................................................................... 6

5. SOLUTION N°1 : ELARGISSEMENT DE L’EVACUATEUR EN RIVE DROITE ........................... 7

5.1. Généralités ....................................................................................................... 7

5.2. Simulations hydrauliques de l’évacuateur de crues......................................... 8

5.3. Tracé en plan .................................................................................................... 9

5.4. Principales contraintes de réalisation ............................................................ 11

5.5. Devis estimatif ............................................................................................... 13

6. SOLUTION N°2 : NOUVEL EVACUATEUR EN RIVE GAUCHE ............................................ 15

6.1. Généralités ..................................................................................................... 15

6.2. Description des ouvrages ............................................................................... 15

6.3. Devis estimatif ............................................................................................... 18

7. SOLUTION N°3 : GALERIE SOUTERRAINE.................................................................... 19

7.1. Description des ouvrages ............................................................................... 19

7.2. Devis estimatif ............................................................................................... 20

8. SOLUTION N°4 : EVACUATEUR FRONTAL EN CRETE DE BARRAGE ................................. 22

9. ANALYSE MULTICRITERE DES SOLUTIONS .................................................................. 24

VILLE DE TOULON BARRAGE DE DARDENNES DIAGNOSTIC - EVACUATEUR DE CRUES

Evacuateur de crues Ed. 2017-03-17 PAGE I/ I

Tableaux

Tableau 1 : Capacité de l’évacuateur actuelTableau 2 : Solution n°1 : devis estimatifTableau 3 : Débits à évacuer par un nouvel évacuateur complémentaireTableau 4 : Solution n°2 : devis estimatifTableau 5 : Solution n°3 : devis estimatif

Figures

Figure 1 : Vue en plan des ouvragesFigure 2a : Ligne d’eau pour un élargissement du canal à 12 m (Q = 300 m3/s)Figure 2b : Profil en long des vitesses d’eau pour un élargissement du canal à 12 mFigure 3 : Surélévation de la ligne d’eau en extrados à la jonction du canal et du coursierFigure 4a : Elargissement de la partie aval de la boîte à l’amont du pontFigure 4b : Reconstruction du pont, avec élimination de la pile centraleFigure 4c : Démolition du déversoir latéral à fenêtre et élargissement du chenal à l’aval du pontFigure 4d : Elargissement du chenal jusqu’au début du coursier en marches d’escalierFigure 4e : Elargissement du coursier en marches d’escalier et franchissement routier à l’avalFigure 5 : Débouché du coursier de l’évacuateur de crues dans le LasFigure 6 : Exemple d’ouvrage de dissipation à l’aval de la galerie du barrage de la LayeFigure 7a : Sortie du chenal sous l’usineFigure 7b : Vue de l’usine pendant sa construction

Références bibliographiques

(1) Analyse expérimentale du fonctionnement hydraulique des déversoirs en touche de Piano– Olivier Machiels, Sébastien Erpicum, Pierre Archambeau, Benjamin Dewals, MichelPirotton ; Colloque CFBR-SHF: «Dimensionnement et fonctionnement des évacuateurs decrues», 20-21 janvier 2009, Lyon

(2) Réhabilitation de la capacité d’évacuation des crues – intégration de « pk – weirs » surdes barrages existants ; Martin Bieri, Marcelo Leite Ribeiro, Jean-Louis Boillat et AntonSchleiss ; Colloque CFBR-SHF: «Dimensionnement et fonctionnement des évacuateurs decrues», 20-21 janvier 2009, Lyon

(3) Conception d'une nouvelle forme économique de déversoir ; A.Ouamane, LaboratoireAménagements Hydrauliques et Environnement, Université Mohamed Khider, BISKRA,Algérie ; F. Lempérière, Hydrocoop-France, France

(4) P.003560.0001 NT04 B COB – Synthèse des études hydrologiques – novembre 2012

(5) FRA.2011.019 SCP – Etude diagnostic et études préliminaires – Modèle réduit del’évacuateur existant – Résultats des essais et préconisations pour un renfort de capacité– avril 2013

Annexes

Annexe 1 : Plans des solutions n° 1, 2 & 3 proposées

Annexe 2 : Tableau récapitulatif d’analyse multicritère

Evacuateur de crues Ed. 2017-03-17 PAGE 3/ 27

1. INTRODUCTION

L’objectif de ce rapport est d’étudier les travaux envisageables pour améliorer la capacitéd’évacuation des crues du barrage de Dardennes.

Il rappelle pour commencer les résultats des études antérieures sur la capacité des ouvragesexistants.

Il propose ensuite différentes pistes d’amélioration de cette capacité, soit par une mise à niveaude l’évacuateur existant, soit par la construction d’un nouvel ouvrage.

Quatre solutions sont étudiées et comparées :

- Elargissement de l’évacuateur actuel en rive droite,- Construction d’un nouvel évacuateur de surface en rive gauche,- Construction d’une galerie souterraine,- Construction d’un évacuateur frontal en crête de barrage.


2. CRITERES HYDRAULIQUES DE PROJET

Nous rappelons pour mémoire les définitions suivantes :

- Cote des Plus Hautes Eaux (PHE) : Elle correspond à la cote atteinte par la retenuedans l’hypothèse de l’arrivée de la crue de projet ;

- Cote de danger (CD) : Elle correspond à la cote au-delà de laquelle on ne sait plusgarantir la stabilité de l’ouvrage ;

- Crue extrême : Crue permettant à la retenue d’atteindre la cote de danger.

La vérification par le calcul de la stabilité intrinsèque du barrage pour la cote de danger est justeassurée avec les coefficients partiels associés aux situations extrêmes. A cette cote, le passagedes crues s’effectue sans causer la rupture de l’ouvrage (pas de ruine du barrage causée par ledébordement d'un coursier, par l'érosion en pied due à la dissipation de l'énergie, etc.). Cela nesignifie pas qu’il y a rupture du barrage dès dépassement de cette cote. Il y a en effet encoredes marges « cachées » dans les méthodes de calcul.

Les critères hydrauliques proposés dans la synthèse des études hydrologiques (4) sontprésentées ci-dessous.

Cotes hydrauliques :Cote de Retenue Normale (R.N.) 123,00 m ;Cote des Plus Hautes Eaux (PHE) 125,00 m ;Cote de danger (CD) 126,00 m.

Crues :Crue de projet : Q3000. Qp = 240 m3/s ;Crue extrême : crue pour laquelle le débit de pointe atteint 1,3 fois celui de la cruedécamillennale. Qextrême = 1,3 x 306 = 400 m3/s.

Ces critères appellent les commentaires suivants :1) R.N. : C’est la cote actuelle qui correspond à la cote du seuil de l’évacuateur ;2) PHE : C’est la cote actuelle qui correspond à la côte de la crête ;3) CD : Le barrage doit être renforcé afin d’assurer sa stabilité sous la cote 126,00m et de

contrôler le risque d’affouillement de son pied aval.4) Crue de projet : La crue millennale aurait pu être choisie comme crue de projet. Pour des

raisons d’incertitude sur les débits de pointe des crues, une marge a été prise et la cruede période de retour 3000 ans a été retenue ;

5) Crue extrême : Le facteur 1,3 est celui que le document de « Recommandations pour ledimensionnement des évacuateurs de crue de barrages » du CFBR (en cours devalidation par la commission exécutive du CFBR) demande de prendre en compte pourles barrages de classe A, pour une situation extrême.


3. ETAT ACTUEL DE L’EVACUATEUR

L’évacuateur de crues actuel, situé en rive droite de la retenue, est constitué de l’amont versl’aval par :

- Un seuil latéral de 105 mètres de long qui déverse dans un canal trapézoïdal de mêmelongueur parallèle au seuil. L’ensemble de ces deux ouvrages est couramment appelé« boîte » et se termine à l’aval au niveau d’un pont à deux travées qui traverse le corpsdu barrage,

- Un canal de fuite qui débute à l’aval immédiat du barrage, se développe à flanc decoteau sur une longueur de 175 mètres et se termine par un coursier en marchesd’escalier de 50 mètres de long débouchant dans le Las en aval de la station depotabilisation,

- Un déversoir latéral à fenêtres localisé au début du canal de fuite, qui dérive une partiedes eaux du canal vers un coursier débouchant en amont de la station de potabilisation.

Un modèle réduit de l’évacuateur actuel a été réalisé par la Société du Canal de Provence.

Les résultats détaillés des essais sur modèle réduit de l’évacuateur actuel sont présentés dans lerapport Tractebel – Coyne et Bellier / Société du Canal de Provence (5).

Les principaux débits évacués sont résumés ci-après.

Cote plan d’eauNGF

Evacuateur actuel(m3/s)

Evacuateur actuel amélioré (m3/s) (1)

125 m (PHE) 103 116125.50 m 122 145

126 m (Cote de Danger) 140 180Tableau 1 : Capacité de l’évacuateur actuel

(1) : Suppression du pont et ajour d’un déflecteur à l’amont du barrage pour améliorerl’alimentation du seuil

Les débits évacués par l’évacuateur en son état actuel sont largement inférieurs aux débitsdemandés par les critères de projet hydrauliques.

Des travaux pour augmenter les débits d’évacuation des crues du barrage de Dardennes sontdonc nécessaires.


4. SOLUTIONS PROPOSES

Quatre solutions principales ont été étudiées :

- Solution n°1 : Elargissement de l’évacuateur en rive droite,- Solution n°2 : Evacuateur de surface en rive gauche,- Solution n°3 : Galerie souterraine,- Solution n°4 : Evacuateur frontal en crête de barrage.

Les évacuateurs de crues doivent faire transiter les débits suivants :

- crue de projet : 240 m3/s sous la cote des PHE (125 m NGF)- crue extrême : 360 m3/s sous la cote de 125,7 m NGF

Pour l’ensemble des solutions proposées, les étapes suivantes des études ont été menées.- Vérification de la faisabilité technique ;- Dimensionnement de la solution ;- Etablissement du devis estimatif ;- Présentation des avantages et inconvénients.

Ensuite, les quatre solutions ont fait l’objet d’une analyse multicritère afin de déterminer lasolution la plus adaptée tant du point de vue technique, qu’économique et environnemental.


5. SOLUTION N°1 : ELARGISSEMENT DEL’EVACUATEUR EN RIVE DROITE

5.1. Généralités

Afin d’augmenter de façon très sensible la capacité de l’évacuateur actuel, nous avons élargid’environ 8 m du canal de fuite en rive gauche, en démolissant le bajoyer en pierre et en limitantainsi les terrassements dans la falaise. Il est également possible d’élargir le canal à l’amont.

Par ailleurs, un approfondissement de la partie aval de la boîte a été considéré afin de dénoyer ledéversoir latéral qui l’alimente. Cet approfondissement concerne également le canal de fuite àl’aval, depuis la traversée de la voûte du barrage jusqu’au coursier en marches d’escaliers.

Ainsi, l’évacuateur renforcé permet de transiter le débit de la crue de projet (240 m3/s) et mêmeau-delà (300 m3/s) sous la cote des PHE.

Pour le passage de la crue extrême sous la cote 125,7 m NGF, l’évacuateur de crues fait transiterun débit d’environ 360 m3/s. Le complément de 40 m3/s – pour atteindre le débit total de 400m3/s de la crue extrême – est évacué par une surverse d’une lame d’eau d’environ 70 cm sur lapartie centrale du barrage (40 m de largeur). L’eau déversée sera restituée à la rivière parl’intermédiaire d’une galerie connectée au pertuis actuel du déversoir latéral à fenêtres passantsous l’usine.


Figure 1 : Vue en plan des ouvrages

5.2. Simulations hydrauliques de l’évacuateur de crues

Les résultats des calculs sont les suivants.

Pour un approfondissement uniforme de 1 m sur les 60 derniers mètres de la boîte et sur toutela longueur du canal de fuite, le débit capable de l’évacuateur passe à :

- 300 m3/s si on fixe cette largeur à 12 m (+ 8m par rapport à sa largeur actuelle).

Le déversoir latéral est totalement dénoyé sur les 60 derniers mètres aval.

Remarque : Il a été vérifié qu’un prolongement du recalibrage de la boîte vers l’amont n’apportaitpas d’augmentation significative du débit entonné par l’évacuateur.

Boîte

Canal defuite

Coursier

Déversoir àfenêtres

Barrage


Figure 2a : Ligne d’eau pour un élargissement du canal à 12 m (Q = 300 m3/s)

Les hauteurs d’eau sont de 3,5 à 4 m dans la partie amont du canal et de 2,5 à 3 m en fin decanal, en amont du coursier en marches d’escalier. Les vitesses d’eau sont de 6 à 7 m/s dans lapartie amont du canal et atteignent 8 à 9 m/s en fin de canal en amont du coursier en marchesd’escalier.

Figure 2b : Profil en long des vitesses d’eau pour un élargissement du canal à 12 m

5.3. Tracé en plan

Le plan ref. 40.13.150 annexé au présent rapport présente une modélisation, un tracé en plan etdes coupes des travaux envisagés :

- Recalibrage de la partie aval de la boîte (sur 60 m) et de la totalité du linéaire du canalde fuite, puis du coursier en marches d’escalier, prioritairement en rive gauche pourpréserver la falaise ; approfondissement d’un mètre de ces ouvrages (excepté lecoursier) par rapport aux niveaux actuels,

- Abandon et démantèlement du déversoir à fenêtres.

Les coupes présentées mettent en évidence que des terrassements sont nécessaires en rivegauche sur une centaine de mètres à l’amont du déversoir latéral à fenêtres 2 (fin de la boîte,traversée du barrage et début du canal de fuite).

En aval du déversoir latéral à fenêtres, les travaux se concentrent en rive droite avec laconstruction de nouveaux murs de soutènement.

La présence du déversoir à fenêtres est une contrainte forte vis-à-vis du tracé du canal de fuite àl’aval de la traversée de la voûte : cet ouvrage impose une courbe et une contrecourbe de faiblesrayons, défavorables d’un point de vue hydraulique compte tenu des vitesses élevées dansl’ouvrage (perte de charge, surélévation de la ligne d’eau en extrados bien mises en évidence surle modèle réduit de l’état actuel).

0 50 100 150 200 250 300

105

110

115

120

125

130

Main Channel Distance (m)

Ele

vatio

n(m

)

Legend

WS PF 1

Crit PF 1

Ground

LOB

P-1

P0

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P8

P10

Ava

lpon

t

P11

P12

P13

P14

P15

Dév

ers

oirl

até

ral

P16

0 50 100 150 200 250 300 3500

5

10

15

20

25

Main Channel Distance (m)

Ve

lChn

l(m

/s)

Legend

Vel Chnl PF 1


La part du débit total entonnée au niveau du déversoir à fenêtres est faible : elle est d’environ40 m3/s, soit au maximum 16% du débit total évacué dans les deux hypothèses d’élargissementenvisagées.

Pour améliorer le tracé en plan du canal, il est donc proposé de supprimer le déversoir àfenêtres. (Remarque : le coursier qui le prolonge pourra être également démantelé, ce quilibèrera une capacité de transit sous l’usine vis-à-vis des déversements sur la crête du barragepour la crue extrême de 400 m3/s.)

La fin du canal de fuite se raccordera au coursier en marches d’escalier avec une transition de lalargeur de 12 m à la largeur de 8 m. Compte tenu des fortes vitesses d’eau sur ce secteur, latransition devra être particulièrement progressive et aménagée (à l’aide de murs guideau parexemple), avec un rayon de courbure suffisamment large, pour limiter la surélévation de la ligned’eau en extrados. Les dispositions constructives restent à préciser.

Figure 3 : Surélévation de la ligne d’eau en extrados à la jonction du canal et du coursiersur le modèle réduit (Etat actuel. Qcanal ~80 m3/s)


5.4. Principales contraintes de réalisation

Figure 4a : Elargissement de la partie aval de la boîte à l’amont du pont

Figure 4b : Reconstruction du pont, avec élimination de la pile centrale et recul de

la culée en rive droite

Déblais rocheuxet soutènement

Déroctage

+3 m

Déblais rocheuxet soutènement


Figure 4c : Démolition du déversoir latéral à fenêtres et élargissement du chenal à l’avaldu pont

Figure 4d : Elargissement du chenal jusqu’au début du coursier en marches d’escalier

+3 m

+3 m

1. Déblais rocheuxet soutènement

1. Déblai rocheux etsoutènement

2. Décalage du mur-poids de 8 m2. Décalage du mur-

poids de 8m


Figure 4e: Elargissement du coursier en marches d’escalier et des deux ouvrages defranchissement routier à l’aval.

Nécessité de décaler et de reconstruire l’un des 2 murs-poids maçonnés (h= 3 m) quiservent de bajoyers.

En termes de phasage des travaux, la présence du déversoir latéral à fenêtres permet de réaliserune grande partie des travaux en conservant une capacité d’évacuation des crues pendant lechantier.

5.5. Devis estimatif

Le montant des travaux est estimé sur la base d’un calcul des quantités principales et de prixd’ordre constitués à partir du retour d’expérience de travaux identiques réalisés récemment.

A ce stade des études, il est usuel de prendre en compte un aléa de 25% pour tenir compte dela précision du chiffrage au niveau d’une étude de diagnostic.

Le devis estimatif des travaux est présenté dans le tableau ci-dessous.


Devis estimatif

Unité Prix unitaire Quantité Prix totalInstallation de chantier Ft 300 000 1 300 000

Terrassement meuble m3 10 2 400 24 000Terrassement rocher m3 40 2 400 96 000Démolition m3 100 1 200 120 000

Béton m3 250 2 260 565 000Coffrage m2 80 4 000 320 000Ferraillage kg 3 271 200 813 600

Muret (h=70 cm, h= 20 cm) ml 150 120 18 000Raccord pertuis sous usine m3 700 100 70 000Passerelle Ft 50 000 1 50 000

Sous-total 2 376 600Aléas 25% 594 150

TOTAL Hors taxes 2 970 750

Tableau 2 : Solution n°1 : devis estimatif

Le devis estimatif des travaux s’élève à environ 2 970 000 Euros Hors Taxes.


6. SOLUTION N°2 : NOUVEL EVACUATEUR ENRIVE GAUCHE

6.1. Généralités

Il s’agit d’une variante étudiée par le Cabinet Londe dans le cadre du dossier soumis au CTPB endécembre 1989 : le déversoir calculé était calé à la cote 123 NGF et présentait une largeur de12 mètres. Il était suivi d’un seuil de contrôle à la cote 118,50 NGF sous le couronnement dubarrage, puis d’un coursier de 5 m de large creusé dans la rive gauche jusqu’à un ouvrage dedissipation d’énergie positionné sous la route du barrage, avant restitution des débits dans leLas.

La crue de projet considérée était de 167 m3/s (période de retour estimée à 1000 ans). Le débitévacué par le nouvel évacuateur était de 60 m3/s pour une cote d’eau non précisée(vraisemblablement 125 NGF), l’ancien évacuateur évacuait le complément (107 m3/s).

Dans le cas présent, les débits à évacuer projet sont supérieurs comme indiqué dans le tableauci-dessous.

Cote du plan d’eau(m)

Evacuateur existant(m3/s)

Nouvel évacuateur(m3/s)

Crue de projet 240 m3/s

125,00 m 103 137

Crue extrême 400 m3/s

125,70 m 130 270

Tableau 3 : Débits à évacuer par un nouvel évacuateur complémentaire

6.2. Description des ouvrages

Déversoir

La largeur droite du déversoir ne peut être supérieure à 25 mètres environ, en raison descontraintes géométriques du site.

Un seuil rectiligne classique (de type Creager) de cette longueur ne permet d’évacuer qu’un débitde 150 m3/s. Pour augmenter le débit évacué, il faut prévoir un seuil labyrinthe, ou un déversoiren touches de piano permettant, à largeur égale, d’évacuer un débit trois fois plus élevé.

Les éléments de dimensionnement d’un déversoir à touches de piano ont été extraits de laréférence (1) : si on fixe la largeur droite de l’ouvrage à 12 mètres, il est en théorie possibled’évacuer un débit de 270 m3/s sous une charge spécifique de 2,7 mètres.

La hauteur de pelle du déversoir doit être de 6,5 m et son épaisseur d’environ 12 mètres.

Des terrassements importants sont nécessaires à l’amont et au droit du seuil, où il faut araserune surface boisée d’environ 0,25 ha à la cote 116 NGF environ, sur une épaisseur moyenned’une dizaine de mètres.


Chenal

A l’aval du seuil débute un chenal à faible pente (0,1 %) d’une longueur d’environ 50 mètres.L’écoulement est fluvial pour le débit de projet et les hauteurs d’eau comprises entre 4 et 5 m. (Anoter que la courbure en plan du chenal induit une surcote de la ligne d’eau de l’ordre de 0,5 à 1m dans l’extrados.)

La hauteur maxima des terrassements est de l’ordre de 10 mètres. A noter la sujétion queconstitue la traversée du masque d’étanchéité.

Coursier

La largeur du coursier serait de 12 mètres, pour un tirant d’eau compris entre 1,5 mètres (ausommet) et 0,90 mètre au pied de l’ouvrage. La hauteur moyenne des terrassements seraitd’environ 5 mètres.

Au pied de l’ouvrage, la largeur disponible entre le pont romain et le premier bâtiment situé àl’aval est trop faible pour permettre le débouché du coursier dans le Las. Il faudrait donc libérerles emprises foncières nécessaires à ce niveau.

Bassin de dissipation

Le bassin de dissipation d’énergie serait positionné sous la route d’accès au barrage. D’unelongueur d’environ 4 mètres et de type II selon la nomenclature USBR, il comprendrait à sasortie un seuil dentelé. Le fond du bassin devrait être positionné à une profondeur suffisantepour que l’ouvrage contienne le ressaut hydraulique. Sous l’hypothèse d’une hauteur d’eau de 7mètres dans la rivière (à vérifier), la profondeur du bassin serait de 3 m environ, correspondant àune cote de 87,5 NGF.


Figure 5 : Débouché du coursier de l’évacuateur de crues dans le Las

Le plan ref. 40.12.305 annexé présente une vue en plan et une vue en coupe de l’aménagement.

Des essais sur modèle réduit sont indispensables pour valider :

- le fonctionnement du déversoir et confirmer son coefficient de débit. Compte-tenu deshauteurs d’eau élevées à l’aval, il faut vérifier l’absence d’un contrôle aval qui limiterait ledébit évacué par ennoiement du seuil.

- les conditions de restitution au niveau du bassin de dissipation.

Remarque : une variante de déversoir à clapets est envisageable.

Pour une largeur déversante utile de 12 m et un coefficient de débit de 0,48 (équivalent à celuid’un seuil Creager), il faut prévoir une hauteur de charge de 4,2 m sur le déversoir une fois leclapet abaissé. Le seuil doit donc être positionné à la cote du plan d’eau exceptionnel, soit :125 – 4,2 = 120,8 NGF.

Compte tenu d’une hauteur de marnage de 2 mètres entre le plan d’eau normal (123 NGF) et leplan d’eau exceptionnel, la hauteur utile du clapet doit être de 4,2 – 2 = 2,2 m.

Une fois le clapet abaissé, le seuil Creager doit rester dénoyé pour le débit de projet. Cettecondition est vérifiée pour un niveau d’eau aval inférieur à 120,8 + 2/3 x 4,2 = 123,6 NGF.

Compte tenu d’une hauteur d’eau d’environ 5 mètres dans le chenal à l’aval, le fil d’eau duchenal doit être fixé à 118,6 NGF, soit environ 2 mètres plus haut que dans la varianteprécédente.

Distance entre pontromain et angle bâtiment

privé < 15 m



Le montant des travaux est estimé sur la base du calcul des quantités principales et de prixd’ordre constitués à partir du retour d’expérience de travaux identiques réalisés récemment.



Devis estimatif


Terrassement meuble m3 10 45 200 452 000Pieux Unité 3000 58 172 800


Sujétions pour raccord masque Ft 50000 1 50 000

Sous-total 2 539 240Aléas 25% 634 810





7. SOLUTION N°3 : GALERIE SOUTERRAINE

7.1. Description des ouvrages

Dans cette variante d’aménagement, l’évacuateur de crue est constitué d’une tulipe béton àconstruire dans l’emprise de la retenue, suivie par une canalisation en charge débouchant dansun ouvrage de rejet dans la rivière, à l’aval du barrage.

Tulipe

Elle serait calée à la cote 123 NGF comme l’évacuateur de surface actuel en rive droite.

Une tulipe de 10 m de diamètre permet d’évacuer 180 m3/s sous une charge de 2 m, contre280 m3/s pour une tulipe de 15 m.

Cette tulipe peut être implantée en rive droite ou en rive gauche. En rive droite, il est nécessairede la positionner en amont du déversoir de surface pour éviter les interférences hydrauliquesentre les deux ouvrages. En rive gauche, elle peut être placée à proximité du barrage.

Galerie

Une galerie doit être creusée depuis la tulipe jusqu’à un point de rejet, à l’aval de l’usine CEO. Ladifférence de charge disponible est de l’ordre de 15 mètres, si l’on prend en compte une cote decharge amont de 120 NGF et un débouché de la canalisation à la cote 95 NGF (en génératricesupérieure).

En rive droite, la galerie serait creusée dans des calcaires durs urgoniens et sa longueur serait del’ordre de 430 mètres.

En rive gauche, elle serait creusée dans des éboulis (géologie défavorable) et sa longueur seraitde l’ordre de 200 mètres. Elle traverserait le « masque » d’étanchéité du barrage puis passeraitsous des parcelles privées en partie bâties. Cette solution doit être abandonnée car trèsincertaine d’un point de vue technique.

Compte tenu de sa longueur et de la différence de charge disponible, le diamètre nécessaireserait d’environ 4 mètres pour un débit de 180 m3/s et d’environ 5 mètres pour un débit de 280m3/s.

Ouvrage de rejet

Un ouvrage de dissipation serait mis en place à la sortie de la canalisation dans le lit du Las. Ilpourrait s’agir d’un seuil denté du même type que celui du barrage de la Laye (Alpes-de-Hautes-Provence).


Figure 6 : Exemple d’ouvrage de dissipation à l’aval de la galerie du barrage de la Laye (diamètre5,20 m, Q = 400 m3/s)

Comme dans le cas précédent, le débouché de la galerie dans le Las en rive gauche seraitfortement contraint par la présence quasi-continue de bâtiments le long du cours d’eau et parcelle de la galerie du Ragas à l’est. L’angle de sortie de la galerie serait par ailleurs pratiquementperpendiculaire au lit du Las, ce qui constitue également une contrainte défavorable sur le planhydraulique et nécessiterait la mise en œuvre d’ouvrages de protection sur la rive opposée(droite), voire un remodelage de la rive, compte tenu des débits importants évacués.

Un modèle réduit est nécessaire pour valider le positionnement de la tulipe et lesdispositions constructives à adopter pour l’ouvrage de dissipation d’énergie à lasortie dans le Las.


Le montant des travaux est estimé sur la base du calcul des quantités principales et de prixd’ordre constitués à partir du retour d’expérience de travaux identiques réalisés récemment.






Devis estimatif


Excavation tunnel m3 300 10 750 3 225 000


Sujétions pour raccord masque Ft 50000 1 50 000

Sous-total 5 099 350Aléas 25% 1 274 838





8. SOLUTION N°4 : EVACUATEUR FRONTAL ENCRETE DE BARRAGE

Il s’agit également d’une variante étudiée par le Cabinet Londe. Elle comportait un seuild’entonnement calé à la cote 123 NGF, un coursier en béton armé posé sur le parement aval dubarrage et un bassin de dissipation d‘énergie au pied du barrage.

Le débit évacué par le nouvel ouvrage était de 60 m3/s, dans les mêmes conditions que lavariante précédente.

La restitution se faisait par l’intermédiaire du chenal passant sous l’usine et servant actuellementd’exutoire aux vidanges de fond ainsi qu’à l’un des coursiers de l’évacuateur existant. Le rapportprécisait que pour un tel débit, il était probable que l’écoulement se mette en charge dans lechenal, la section de contrôle étant constituée par les deux arches aval (section = 12,5 m²).

Figure 8a : Sortie du chenal sous l’usine

La construction d’un évacuateur bien plus largement dimensionné ne permettrait pas a fortiori larestitution des débits dans ce chenal souterrain. Le problème principal reste donc bien celui de larestitution.

Une analyse de la photo suivante montre que l’implantation générale de l’usine et ses niveaux defondation ne permettent pas non plus d’envisager ce type de solution en rive droite du chenalexistant.

4,3 m 4,3 m

2,4 m


Figure 8b : Vue de l’usine pendant sa construction

La solution d’un déversoir frontal n’est donc pas compatible avec le maintien del’usine sur le site.

Par ailleurs, la localisation des canalisations de prise et de vidange est également défavorable carelles occupent une bonne moitié de la largeur en fond de vallée au pied du barrage.

Cette solution est donc abandonnée.

Coursier de l’évacuateur decrues latéral

Bassins detraitement etfondations

Chenal sous l’usine(3 travées)

Emplacement actuel de lachambre des vannes

Débouché du chenal dans leruisseau du Las


9. ANALYSE MULTICRITERE DES SOLUTIONS

Une analyse multicritères des différentes solutions étudiées a été conduite afin recommander unesolution pour la suite des études. Les solutions étudiées sont les suivantes :

- Solution n°1 : Elargissement de l’évacuateur en rive droite,- Solution n°2 : Nouvel évacuateur en rive gauche,- Solution n°3 : Galerie souterraine

La solution n°4 a été abandonnée pour des raisons de faisabilité technique.

Cette analyse se décompose selon les critères suivants.- Critères/risques économiques et financiers;- Critères/risques programmatiques;- Critères/risques techniques;- Critères/risques environnementaux- Critères/risques fonciers

Le tableau synthétique donné à l'Annexe 2 met en exergue les éléments suivants :

Critères/risques économiques et financiersLa Solution n°1 s'avère être la plus intéressante du point de vue des critères/risqueséconomiques et financiers pris en considération. La solution n°2 légèrement plus onéreuse que lasolution n°1 vient en deuxième position. La solution n°3 est trop chère.

Critères/risques programmatiquesLa solution n°2 arrive en tête.

Critères/risques techniquesLa solution n°1 s'avère être la plus intéressante du point de vue des critères/risques techniquespris en considération. Les solutions n° 2 et 3 viennent nettement derrière.

Critères/risques environnementauxLa solution n°3 arrive en première solution. La solution n°1 arrive en deuxième solution.

Critères/risques fonciersLes solutions n°1 et 3 se classent en première position.

Appréciation globaleAu final, il s'avère que la solution n°1 arrive largement en tête.

En conclusion, nous recommandons la solution n°1 c’est-à-dire l’élargissement de l’évacuateuractuel en rive droite.

Le montant des travaux est estimé à environ 2 970 000 Euros Hors Taxes.


10. ANNEXE 1 : PLANCHES

- Plan n° 40 13 150 Solution n°1 - Elargissement de l’évacuateur en Rive Droite

- Plan n° 40 12 305 Solution n°2 – Nouvel évacuateur en Rive Gauche

- Plan n° 40 12 304 Solution n°3 – Galerie souterraine


11. ANNEXE 2 : TABLEAU RECAPITULATIFD’ANALYSE MULTICRITERE

ville de toulon dardennes – réhabilitation etudes de

Documents