Stabilité et dispositif d'auscultation

Afin de garantir, la durabilité de l'ouvrage, une étude de sa stabilité doit être effectuée et un dispositif d'auscultation mis en place pour connaître ses dégradations au cours du temps.

Justification de la stabilité de l'ouvrage

Lors de la conception de l'ouvrage, il est impératif de fournir des justifications pour la stabilité des retenues disposant d'un dispositif d'étanchéité par géomembrane. L'approche utilisée considère les états-limites. Pour calculer ces derniers, plusieurs situations caractéristiques appelées situations de calcul sont étudiées. Les paramètres géotechniques nécessaires au calcul sont fixés à partir de valeurs caractéristiques. Ces valeurs sont soigneusement déterminées par des géotechniciens. Une marge de sécurité est ajoutée.

Plusieurs situations de calcul sont envisagées :
- la situation durable d'exploitation : il s'agit de la situation normale d'exploitation. Elle fournit une justification de la stabilité à long terme.
- les situations transitoires : il s'agit de situations courtes ayant une probabilité d'occurrence importante. Des justifications de la stabilité à court terme peuvent découler de cette analyse. Quatre situations transitoires majeures sont classiquement abordées, qui sont les situations en fin de construction, en crue,  lors d'une vidange et lors de l'élaboration de la structure de recouvrement de la géomembrane.
- les situations accidentelles : il s'agit de situations brèves ayant une probabilité d'occurrence faible. On peut citer les aléas sismiques, la défaillance d'un constituant de l'ouvrage ou les aléas susceptibles de créer une vague dans la retenue (avalanche, chute de blocs...).
- les situations de défaillance du DEG (raccordement défectueux, poinçonnement, déchirure) et du dispositif de drainage.

Les états-limites, déterminés pour les situations énoncées ci-dessus, sont les suivants :
- état-limite ultime de glissement pour le remblai, le déblai et la fondation : les méthodes de calcul propres aux ruptures circulaires sont appliquées.
- état-limite ultime de stabilité du versant et du site : les méthodes de calcul permettant d'étudier la stabilité des pentes en rupture sont classiquement utilisées. Cet état-limite permet de considérer la stabilité aux grands glissements.
- état-limite de glissement du DEG et de la couche de protection : la norme Afnor Géosynthétiques - Géotextiles et produits apparentés - Stabilisation d'une couche de sol mince sur pente - Justification du dimensionnement et éléments de conception expose les méthodes de calcul à appliquer.
- état limite de rupture par érosion : les conditions de filtrage et de percolation doivent être vérifiées.
- état-limite de déformation : puisque les fondations des retenues d'altitude sont généralement peu compressibles, cette étude est souvent réduite à la vérification de l'absence de déformations.

Pour les lecteurs désireux d'explications plus détaillées sur ces justifications d'états-limites, de plus amples informations sont disponibles dans l'ouvrage Retenues d'altitude de L.Peyras, P.Mériaux, coord.

 

Dispositif d'auscultation

La surveillance du comportement de la retenue à long terme s'effectue grâce à un dispositif d'auscultation. Ce dernier mesure le comportement mécanique mais également le comportement hydraulique, essentiels pour connaître les défauts d'étanchéité.

Dans notre cas (retenue de classe C avec enjeux à l'aval sans difficulté particulière), le dispositif minimal est :
- une sonde de pression et une échelle limnimétrique pour connaître la cote du plan d'eau
- des dispositifs compartimentés de drainage des débits dans le corps du barrage, la cuvette et le déblai avec mesures télétransmises des débits à l'aval des compartiments
- une mesure de la topographie (planimétrie et nivellement) pendant les cinq premières années d'exploitation

Il est possible d'améliorer la mesure des débits de percolation, principale données permettant la détection des fuites, actuellement contenu dans les débits de drainage, grâce à des méthodes en cours de développement qui sont :
- la mesure par méthodes électriques sous la géomembrane
- la mesure par fibre optique

Cette dernière méthode s'appuie sur la capacité de la fibre optique à transmettre l'information sans perte de données. Un chauffage du câble permet de détecter une différence de température lors d'une fuite (si la différence est supérieure à 0.1°C) et ainsi de la localiser (avec une précision de l'ordre de la dizaine de centimètres sur plusieurs kilomètres).