Dans le chapitre précédent, nous avons présenté les outils ainsi qu’une méthodologie générale en vue du traitement des risques pour un système, en particulier un ouvrage de génie civil. Afin de montrer son application et d’illustrer le travail effectué, nous appliquerons ces outils et cette méthodologie à un exemple concret, celui du barrage de Serre-Ponçon.
Nous verrons ensuite à partir des résultats de cet exemple les apports de la méthode par rapport aux pratiques en cours dans le génie civil.
A. Exemple d’application : le barrage de SerrePonçon
Le barrage de Serre-Ponçon a été mis en eau en 1961. Il se situe sur deux communes, Rousset et La Bréole, et deux départements, les Hautes-Alpes et les Alpes de Haute-Provence. Il se situe dans le lit majeur de la Durance et a pour but de régulariser le cours de la rivière, tant pour fournir une réserve d’eau aux agriculteurs, que pour prévenir les crues excessives et fournir de l’électricité. La retenue résultante du barrage est la deuxième retenue la plus importante d’Europe en capacité, pour un total de 1270 hm3.
Le barrage de Serre-Ponçon est un barrage en remblais à noyau étanche de 123,50m de haut. La crête a une épaisseur de 9,95m, l’épaisseur maximale (à la base du barrage) est de 650m et le couronnement est de 600m.
Les particularités de ce barrage sont la présence d’une fondation alluvionnaire au droit du lit majeur de la Durance et la présence de l’éperon rocheux du Serre-de-Monge en rive gauche. L’étanchéité en fondation est assurée d’une part, par la coupure étanche alluviale et d’autre part, par le voile d’injection du rocher en fondation.
EDF fournit en outre les caractéristiques suivantes pour le barrage : « L’évacuateur de crues de surface (EVC), implanté en rive gauche,
est constitué par deux vannes segment débitant dans une galerie souterraine unique terminée en aval par une cuillère de dissipation d’énergie. La capacité totale d’évacuation des deux vannes est de 1 900 m3/s sous la cote de Retenue Normale (RN à 780 m NGF) et
2 300 m3/s sous la cote des Plus Hautes Eaux (PHE à 783 m NGF). La
commande des vannes s’effectue en local depuis la chambre de manœuvre sur le couronnement du barrage ou à distance depuis la salle de commande.
La prise d’eau du barrage de Serre-Ponçon remplit une fonction duale : une fonction de production (prise d’eau des groupes de l’usine) et une fonction de sécurité (vidange de fond). L’ouvrage de prise d’eau est aménagé dans les deux anciennes galeries de dérivation provisoire en rive gauche et est constitué de :
deux vannes de tête ou de prise d’eau, ouvertes en exploitation
normale,
deux galeries d’amenée sur lesquelles ont été réalisés les quatre
piquages de raccordement avec les conduites forcées (2 conduites forcées par galerie).
La commande des vannes s’effectue en local depuis la plateforme, à distance depuis la salle de commande ou en automatique sur protection usine (notamment fermeture des deux vannes sur inondation usine).
L’ouvrage de vidange de fond, concourant également à l’évacuation des crues, implanté en rive gauche, est aménagé dans les deux anciennes galeries de dérivation provisoire qui ont servi lors de la construction du barrage. L’ouvrage de vidange de fond comprend :
deux vannes en série, implantées dans la galerie de dérivation
provisoire : une vanne de garde, ouverte en exploitation normale et une vanne de réglage du débit, fermée en exploitation normale (ces deux vannes étant en cours de rénovation au moment de la réalisation de l’EDD).
Deux galeries de vidange de fond, dans le prolongement des
deux galeries d’amenée.
L’ouvrage de vidange de fond peut évacuer un débit total de 1 200 m3/s à RN. La commande des vannes s’effectue en local depuis deux
La capacité totale d’évacuation du barrage de Serre-Ponçon (l’évacuateur de crues de surface et le système de vidange de fond) est de 3 500 m3/s à PHE. Elle permet donc d’évacuer la crue décamillennale
(débit de pointe estimé de 4 530 m3/s) en utilisant la capacité de
laminage de la retenue au-dessus de la cote RN.
Le niveau de la retenue de Serre-Ponçon est surveillé par des capteurs de mesure qui renvoient la cote de la retenue en permanence en salle de commande usine ; le dispositif de surveillance du niveau comporte aussi des détecteurs générant des alarmes.
L’alimentation en énergie électrique comprend une alimentation normale et une alimentation de secours. »
Le barrage de Serre-Ponçon étant un barrage en remblais, nous utiliserons les arbres de causes développés par EDF pour cette famille de barrage. Ces arbres de causes sont en annexe (annexes 1 à 14). L’arbre des causes pour les barrages en remblais comporte 5 fonctions (cases en jaune dans l’annexe 1) : étanchéité, protection de la surverse, filtration, protection mécanique et résistance mécanique. Dans ce cas d’application, nous traiterons en détail la fonction « protection de la surverse », et présenterons simplement les résultats pour les autres fonctions. En effet, le travail à effectuer étant le même, nous avons fait le choix de ne développer que celui qui est le plus représentatif et le plus complet.
Le présent cas d’étude a pour vocation d’illustrer par un exemple concret l’application de la méthode proposée. Bien que reposant sur des spécifications réelles, les valeurs exprimées dans cette partie ne sont pas issues d’un processus d’expertise. En effet, il ne s’agit pas ici de faire une étude de dangers complète, mais simplement de montrer l’utilisation des outils présentés précédemment en vue de l’obtention de résultats. Néanmoins, nous présenterons dans cette partie toute la méthodologie qui permet d’obtenir, à partir des spécifications d’un
ouvrage, des résultats qui seraient issus d’un processus d’expertise. Lorsque nous parlerons « d’expert », nous considèrerons qu’il s’agit d’un expert fictif qui aurait exprimé le jugement exposé tout au long de la méthodologie.