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Wikibardig:Entretien de l'ouvrage

De Wikibardig
Version du 1 septembre 2017 à 15:28 par Huguette Felix (discuter | contributions)

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Sommaire

Entretien de l'ouvrage

Différentes opérations d’entretien courant ou de petite maintenance doivent être menées par l’exploitant de l’ouvrage. Lorsque le propriétaire n’exploite pas directement l’ouvrage, le contrat qui le lie à l’exploitant doit expressément détailler les travaux d’entretien qui sont à la charge de l’exploitant. Les opérations de grosse maintenance ou de réparation ne sont pas décrites ici.

Contrôle de la végétation

La végétation arborée et arbustive

Par le réseau de racines qu'ils développent, les arbres et arbustes sont à proscrire sur les barrages (notamment en terre) et à leur proximité immédiate. Plusieurs conséquences néfastes sont à craindre :

- la gêne pour l'inspection visuelle ;

- le colmatage du système de drainage (collecteurs en particulier) par le système racinaire des arbustes en pied aval ;

- la création de zones de cheminement préférentielles pour l'eau le long des racines, en particulier après la mort de l'arbre, et les risques de développement de renards ;

- le soulèvement d'ouvrages rigides (par exemple l’évacuateur de crues) lors de la croissance des racines ;

- le développement d’un couvert propice à l’installation d’animaux fouisseurs.

La crête, les talus et les abords d'un barrage, jusqu'à une distance d'au moins 10 à 15 m du pied, doivent donc être exempts de tout arbre ou arbuste.

Que faire en cas d’arbustes ou d’arbres existants sur un barrage en terre ?

Bien que la situation d’un boisement inopportun des talus d’un barrage en terre peut facilement être évitée grâce à un fauchage régulier, il faut reconnaître qu’elle est assez souvent rencontrée. Quelques années de négligence de contrôle de végétation suffisent, en effet, à entraîner une telle situation.

La complexité du traitement d’une végétation ligneuse indésirable croît avec l’ampleur de son développement :

- si la végétation est uniquement arbustive - avec des souches et, donc, des racines encore grêles et peu développées - on peut procéder à une coupe systématique des brins (sans dessouchage) qu’il convient d'accompagner de l'application d'un produit chimique dévitalisant sur les cicatrices fraîches, afin de tuer les sujets ;

- si la végétation est arborescente mais avec des arbres très épars, il est recommandé de les abattre, puis de prévoir dans les semaines qui suivent une opération de génie

civil consistant à arracher les souches - à l’exception de celles à proximité de structures rigides afin de ne pas les endommager - à élargir et taluter les excavations ainsi créées et à reconstituer le talus par apport et mise en œuvre de sol compacté, de caractéristiques appropriées ;

- si la végétation est arborescente et dense, un traitement sûr et efficace ne peut être envisagé que dans le cadre d’une grosse opération de confortement du barrage : création d’une coupure étanche dans le remblai (paroi moulée, rideau de palplanches, etc.) ou mise en œuvre d’une recharge compactée sur un ou les deux talus, après abattages, dessouchages, extraction des couches de terre végétale et réglage de talus.

Il faut être conscient que, dans ce dernier cas et tant que l’intervention « génie civil » n’aura pas eu lieu, le risque de désordres lié aux racines perdurera et même s’accroîtra, à long terme, avec la mort progressive et inéluctable des arbres. Aussi, durant le période de non-intervention, une surveillance renforcée du barrage s’impose, notamment de ses débits de fuite, et il est recommandé de procéder à un débroussaillage très régulier entre les arbres afin, au moins, de rétablir des conditions de visibilité correctes des talus.

Si le barrage est à masque amont, des traitements plus circonstanciés peuvent être appliqués, tout au moins pour la végétation du talus aval – son dessouchage n’étant plus nécessairement obligatoire.

Arbres contact digue-rocher.PNG Arbres au niveau du contact corps du barrage-rocher (Photo Irstea)

La végétation herbacée

L'engazonnement du talus aval d'un barrage en remblai représente le meilleur compromis technico-économique pour la protection contre le ravinement des eaux de ruissellement. Cependant, cette végétation herbacée doit être régulièrement fauchée afin que le parement aval reste en permanence facilement observable. En outre, le passage régulier des engins mécaniques et la suppression des zones de couvert dissuadera les animaux fouisseurs d’élire domicile dans le barrage.

Il est recommandé de faucher (ou de tondre) les zones engazonnées au moins une fois, et si possible deux fois, par an (par exemple en fin de printemps et en début d'automne). Cet entretien doit s'étendre aux abords du barrage. A cette occasion, on observe toutes les zones humides soulignées par une végétation particulière ou par une moindre portance du sol.

La contractualisation avec un éleveur qui fait paître son troupeau sur le parement aval et les abords du barrage est une pratique intéressante (moins de travail de fauche) mais qui ne dispense pas d’un nettoyage des végétaux délaissés par les animaux. Il faut cependant éviter le surpâturage.

Parement aval avrc souches.PNGParement aval avec souches (Photo - Irstea)

Entretien de surface des maçonneries

Il est assez courant de voir de la végétation s'installer sur les parements en maçonnerie. Les anfractuosités des joints constituent des endroits propices au dépôt des poussières et des graines ; ces dernières y trouvent des conditions hygrométriques favorables à leur germination et leur développement.

Végétation parement maconnerie.PNGPrésence de végétation sur parement en maçonnerie Photo - Irstea

L'action des racines est un facteur important de dégradation des joints et des enduits, voire dans les cas extrêmes, de désorganisation des pierres des parements. Il faut donc, là aussi, mener une lutte sans merci contre tout développement de végétation sur les maçonneries, en arrachant les plantes dès qu'elles apparaissent. Dans les parties les plus difficiles d'accès, on peut se contenter d'un arrachage annuel.

Le vieillissement des bétons et des maçonneries peut être lié à des phénomènes mécaniques ou physico-chimiques. Même si certains travaux de réparation peuvent être faits par l'exploitant, ces désordres nécessitent, en premier lieu, une évaluation de leur importance, un diagnostic puis un choix judicieux des techniques de réparation, toutes choses qui relèvent d'une expertise par un ingénieur spécialiste.

Il est a priori fortement déconseillé de rejointoyer la maçonnerie d'un parement aval de barrage sans avoir au préalable identifié et traité la cause de la dégradation. Sinon, on risque de contrarier le drainage naturel au travers du parement et de provoquer ainsi une montée des sous-pressions dans le corps du barrage. Une précaution consiste à réaliser des joints discontinus qui maintiennent cette fonction de drainage.

Comblement des ravines sur le talus d'un barrage en remblai

Causé par le ruissellement des eaux de pluie, le creusement de ravines est un phénomène qui tend à s'auto-entretenir car les ravines existantes deviennent des lignes de concentration des débits, lesquels ont d'autant plus de puissance pour continuer le creusement. Ce mécanisme est particulièrement marqué dans les premiers mois après la construction, lorsque la couche de terre végétale n'est pas encore consolidée et que la végétation herbacée ne s'est pas encore complètement implantée.

La réparation d'une ravine consiste non seulement à remblayer la ravine elle-même, mais également à éliminer la cause de la ravine. Sur un barrage en terre, c'est souvent à partir d'un point bas de la crête que, par concentration des débits, se creuse une ravine sur le talus. Parfois, c'est par contournement d'un ouvrage en béton ou bien par érosion dans une zone de remblai moins bien compactée. Il ne faut donc pas hésiter à intervenir au-delà de la ravine elle-même.

L'erreur souvent commise dans le comblement d'une ravine consiste à la remblayer avec des pierres. Cette technique ne peut à elle seule constituer une réparation pérenne, car elle ne permet pas de stopper les écoulements ; ceux-ci vont continuer à éroder autour et sous les pierres qui vont progressivement être déstabilisées.

La réparation doit donc consister à (voir figure ci-dessous) :

- agrandir, dans un premier temps, la ravine afin de lui donner une forme régulière trapézoïdale ;

- installer un blocage de pied avec des pierres de dimension décroissante vers l'amont de la ravine ;

- puis remblayer avec du tout venant par couches horizontales de 10 cm compactées à la dame ; afin de faciliter son compactage, le matériau doit être légèrement humide ;

- éliminer l'origine de la ravine : combler un éventuel point bas sur la crête du remblai, aménager un exutoire dans une zone de concentration des écoulements (cunette revêtue ou fossé).

En fin de réparation, la surface du parement du remblai doit avoir retrouvé une forme très régulière, ce qui devrait éviter que la ravine ne se reforme à côté de son emplacement initial, pour autant que l'on ait traité l'origine du désordre.

Reparation ravine.PNGPrincipe de réparation d’une ravine (coupe longitudinale)

Prévention et traitement des dégâts des animaux fouisseurs

Les cas de dégradations importantes de fouisseurs sur les barrages en terre ne sont pas fréquents, mais les conséquences du creusement de gros terriers dans le remblai sont potentiellement graves :

- raccourcissement des lignes de fuite et risque d’apparition de percolation dans les galeries de terrier et de développement d’une érosion interne ;

- affaissements / irrégularités en crête ou sur les talus.

Les deux principales espèces à risques sont : le ragondin (très présent dans le Sud-Ouest) à proximité d’une ligne d’eau, le blaireau à tout niveau des talus.

Comme déjà indiqué, le fauchage ou le débroussaillage régulier, troublant la quiétude des lieux et empêchant le développement de zones de couvert, limite les risques d'installation d’une population de fouisseurs.

En cas de dégradations graves constatées (terriers de gros diamètre récemment apparus), il convient en premier lieu de capturer voire d’éliminer l’animal, en respect des réglementions en vigueur (se renseigner auprès de la DREAL compétente), après l’avoir identifié.

Un talus dégradé par des terriers isolés peut être réparé par des travaux de petits terrassements, s’inspirant de ce qui est décrit plus haut pour les ravines. Si les dégradations sont très lourdes – cas fort rare heureusement, il convient d’envisager des travaux importants de reconstitution de l’étanchéité du remblai (injections, paroi moulée, etc.), puis éventuellement d’installer des dispositifs dissuasifs (pose de grillage ou d’un revêtement sur les talus).

Réparations des désordres dus au batillage sur le talus amont

La pérennité du talus amont d'un barrage en terre nécessite une protection contre le batillage (action des vagues formées par le vent sur le plan d'eau).

La protection la plus courante est constituée d'une couche d'enrochements dimensionnée à l'aide des règles empiriques en fonction de la longueur du plan d'eau, de la force et de la direction du vent, de la pente du talus. Sur des barrages soumis à un faible marnage et à de petites vagues, des protections végétales peuvent être mises en place, à condition d’avoir un talus à pente douce et d'utiliser des espèces adaptées.

Sur les petits barrages, pour des raisons de coût, on choisit parfois de ne pas protéger le talus amont, ou bien on réalise cette protection avec des blocs de taille réduite, partiellement ou a posteriori après avoir constaté un début de dégradation.

Il faut être conscient que l'absence ou le sous-dimensionnement de la couche de protection contre le batillage conduit presque toujours à des désordres plus ou moins rapides sur le parement amont. L'action des vagues déplace les pierres de poids insuffisant et creuse le remblai, aboutissant ainsi à la formation de marches d'escalier dans la zone de marnage. Cela peut conduire ensuite à des glissements localisés qui progressent peu à peu en diminuant à terme la largeur en crête du remblai.

Il convient donc d'intervenir rapidement lorsque l'on constate l'amorce des désordres ;

- en cas de désordres localisés sur une protection en enrochements, il suffit de procéder à des réparations ponctuelles, en mettant en place des enrochements plus gros à la place de ceux qui ont été déplacés ;

- en cas de désordres généralisés sur un talus insuffisamment protégé, il faut mettre en place dans toute la zone du marnage une protection correctement dimensionnée. Dans un premier temps, on procède au reprofilage du talus amont avec création d'une petite risberme au pied de la zone à protéger. En prenant appui sur cette risberme, on met en place une couche de transition granulométrique, puis la couche supérieure de protection. Le rôle de la couche de transition est d’empêcher le soutirage des matériaux du remblai à travers les enrochements de protection, sous l’effet de l’action des vagues. La granulométrie de cette couche doit donc être intermédiaire entre celle du remblai et celle des enrochements. On la détermine par les règles de filtre (voir la documentation spécialisée, en particulier [CFGB, 1997]).

Reparation désordres batillage.PNG

Réparation de désordres généralisés dus au batillage 1. Talus initial 2. Reprofilage avec risberme (f > 2) 3. Couche de transition 4. Enrochements

Réparation des fils rompus de gabions

Les structures en gabions sont parfois utilisées sur les petits barrages en terre : bajoyers du bassin de dissipation, soutènement en pied de talus, murette de revanche en crête de remblai, protection antibatillage sur le talus amont, etc. S’ils sont réalisés avec un grillage de bonne qualité et correctement mis en œuvre, les gabions peuvent avoir une durée de vie de 30 à 50 ans, voire plus. La dégradation la plus courante est la rupture des fils des cages. Deux mécanismes peuvent y conduire :

- une rupture localisée a souvent pour origine un choc ou un pliage du fil ayant fait s'écailler la galvanisation. Si elle est faite sans retard, la réparation d'une telle rupture est simple. Elle se fait par l'adjonction d'un fil galvanisé selon le procédé décrit à la figure ci-dessous ;

- une corrosion généralisée peut se manifester par exemple au niveau des zones de marnage, entraînant alors des lignes entières de ruptures pouvant causer la vidange de la cage. La réparation doit être faite dès que l'on constate une corrosion généralisée et, en tout cas, avant qu'il n'y ait de multiples ruptures. Il faut doubler la nappe corrodée par une nouvelle nappe de grillage galvanisé qui lui est fixée sur tout le pourtour et prévoir, un revêtement au mortier ou par béton projeté des zones particulièrement exposées à la corrosion. Réparation fil coupé.PNGProcédé de réparation d’un fil coupé.

Entretien du dispositif d'auscultation

La vérification régulière du bon fonctionnement des appareils d'auscultation doit être faite par l'exploitant à l'occasion des mesures et par l'ingénieur spécialiste à l'occasion des visites approfondies.

On peut détailler les divers travaux d'entretien par type d'appareil :

- drains forés en fondation: élimination régulière de la calcite ou des divers dépôts susceptibles de se former en surface à l'exutoire des drains ; le cas échéant nettoyage interne du drain à l'hydrocureuse haute pression (à réserver aux drains forés dans le rocher sain ou dans le béton, à proscrire dans les drains crépinés) ;

- drains et piézomètres crépinés dans un remblai: vérification périodique du niveau du fond du drain et le cas échéant nettoyage par circulation d'eau à faible pression ou à l’air-lift ;

- parties métalliques des protections de drains et piézomètres: graissage des pas de vis et des cadenas, peinture des parties oxydables, numérotation ;

- exutoires des drains et fossés de collecte des débits: curage régulier, nettoyage de la végétation, contrôle des éventuels apports solides (examiner en particulier l'intérieur des tuyaux à leur exutoire), élimination des mousses et des algues qui se développent aux exutoires, (Aux exutoires, les eaux de drainage s’oxygènent au contact de l’air et souvent se développent des ferrobactéries qui se déposent et colmatent le dispositif. L’immersion d’une barre de cuivre peut être un moyen de ralentir ce phénomène [Fabre, 2003].) le cas échéant, réfection des revêtements ;

- repères et bornes topographiques : dégagement de la végétation, peinture ;

- vinchons: peinture des parties oxydables, mais sans peindre les rivets de mesure.

Entretien des ouvrages hydrauliques

Evacuateur(s) de crues

Outre l'observation de routine lors des visites périodiques, les évacuateurs de crues doivent faire l'objet d'un examen visuel particulièrement attentif après chaque crue.

Points à observer Renseignement à noter
Évacuateur de crues
-seuil




-coursier




-bajoyers




-dissipateur d'énergie
Noter le type d'évacuateur :


-état général
-présence d'obstacles, de corps flottants...
-présence de rehausses non autorisées
-tassements et points bas

-état général
-végétation
-érosions, sous-cavage
-obstruction partielle

-état général
-stabilité, déformations
-fissures
-érosions

-déformation des structures
-déplacement des enrochements
-fosse d'affouillement

Dans la très grande majorité des cas, les petits barrages sont équipés d'évacuateurs à seuil libre (c'est-à-dire sans organes mobiles tels que vannes, clapets…). Il est très tentant d’augmenter la capacité de la retenue en installant sur le seuil des équipements rustiques tels que batardeau, poutrelle, parpaings…, que l’exploitant est censé enlever avant la crue. De tels dispositifs ne sont pas acceptables car, outre qu’ils constituent une infraction à l’arrêté d’autorisation du barrage, ils diminuent fortement la capacité de l’évacuateur de crues et augmentent d’autant le risque de surverse sur le remblai.

L'entretien d'un évacuateur à seuil libre consiste essentiellement à enlever périodiquement, et à tout le moins après chaque crue, tous les branchages, corps flottants et autres dépôts obstruant l'entonnement du seuil, le seuil lui-même, le coursier ou le bassin de dissipation. Toute négligence dans cet entretien peut diminuer la capacité de l'évacuateur ou nuire à son bon fonctionnement lors des prochaines crues. Par ailleurs, le travail d'enlèvement des débris est d'autant plus facile qu'il est fait régulièrement.

Dans le même ordre d'idée, un évacuateur de crues placé sur une rive escarpée peut être partiellement obstrué par des éboulements ou des glissements en provenance de cette rive. L'enlèvement de ces matériaux doit également être fait périodiquement. Si ce problème se reproduit fréquemment, il convient d'y apporter les remèdes adaptés (stabilisation de la rive, mise en oeuvre de pièges à éboulis, grillages de protection).

Déversoirs équipés d'organes mobiles (vannes, clapets…) :

Des essais périodiques (au moins une fois par an) doivent être réalisés afin de vérifier le bon fonctionnement des organes mobiles et de leur dispositif de commande et de manoeuvre (automatismes, alimentation en énergie). Des essais doivent aussi être faits en mode dégradé (manoeuvre manuelle).

L'entretien de ces équipements porte sur :

- la peinture des parties métalliques ;

- le graissage des vérins, chaînes, poulies…

- le remplacement périodique des joints.

Il convient en la matière de se référer au manuel d'entretien remis par le fabriquant.

Déversoirs équipés de hausses fusibles :

Les points spécifiques concernant l'entretien de ces dispositifs portent sur :

- la vérification que les purges ne sont pas obstruées ;

- la vérification de l'étanchéité des joints et remplacement le cas échéant ;

- la peinture des parties métalliques.

Ces ouvrages hydrauliques doivent être régulièrement entretenus.

Prise(s) d'eau et vidange

Les vannes de prise d'eau sont manoeuvrées régulièrement dans le cadre de l'exploitation normale du barrage. Tout dysfonctionnement apparaîtra donc de lui-même. Par contre, il convient de vérifier au moins une fois par an le bon fonctionnement des éventuelles vannes de garde des prises d'eau.

Les vannes de vidange doivent être essayées au moins une fois par an car il s'agit d'un organe de sécurité du barrage. Toutefois, si une vanne est restée inopérante pendant de nombreuses années, l’essai d’ouverture doit être fait avec précaution et être précédé le cas échéant d’une inspection par plongeur. Le risque de ne plus pouvoir refermer la vanne est en effet à prendre en compte, surtout si l’entonnement n’est pas protégé par une grille. De telles précautions sont bien évidemment superflues en cas de vidange pour raisons de sécurité du barrage.

Si la conduite de vidange est équipée d’une vanne amont de garde et d’une vanne aval de réglage, la vanne de garde est ouverte en fonctionnement normal. Lors des essais, les points suivants doivent être vérifiés :

- ouverture au moins partielle de la vanne de réglage en charge ;

- fermeture et ouverture de la vanne de garde, vanne de réglage fermée ;

- ouverture totale de la vanne de réglage, avec vanne de garde fermée ;

- retour au fonctionnement normal : vanne de garde ouverte, vanne de réglage fermée.

Une ouverture totale de la vidange, plusieurs fois par an et en période de fort débit de la rivière est recommandée (à condition bien sûr que cela n’aggrave pas de façon significative le risque à l’aval), car elle permet une chasse des sédiments autour de la prise d’eau et prévient ainsi les risques de blocage des vannes par envasement.

Pour l’entretien courant des vannes, il importe de suivre les prescriptions du manuel fourni par le fabriquant.

Les conduites doivent être régulièrement observées dans leurs parties visibles et le cas échéant nettoyées et repeintes (respecter les recommandations du fournisseur, vérifier la compatibilité des produits avec le support…). Lors du diagnostic exhaustif et approfondi, on procède aussi à l’examen de l’intérieur des conduites, en général au moyen d’une caméra sur chariot.

Points à observer Renseignement à noter
Vidange et prise d'eau
-vannes




-tuyau

-toue de prise
Recommandations de la présente visite

-En bon état de fonctionnement?
(essais lors de la visite?)
-corrosion, rouille
-étanchéité, état des joints

-corrosion des tuyaux

-état général (voir ouvrage béton)
Ces ouvrages hydrauliques doivent être régulièrement entretenus.

Référence

Royet P. 2006, La surveillance et l’entretien des petits barrages. Edition Quae, Paris 2006.78 p.

Pour plus d'information sur l'auteur : Irstea - UR RECOVER - Equipe G2DR


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