Barrage Ortolo
Barrage Ortolo
Barrage Ortolo
Claude Tisserand
CHEF DE PROJET
Le barrage de lOrtolo
Etanchit par une gomembrane Coltanche
Le retour dexprience des trois grands barrages en enrochements avec tanchit amont en gomembrane, construits en Corse, a amen le matre douvrage reconduire cette technique pour le dernier n, celui de lOrtolo. Ce barrage est ce jour le plus haut du monde avec un masque dtanchit par gomembrane bitumineuse. Lincidence sur le droulement des travaux de conditions mtorologiques exceptionnellement difficiles a conduit le matre duvre envisager pour les ouvrages futurs une modication de la couche support de la gomembrane. Par ailleurs lutilisation dune gomembrane un peu plus paisse (5,6 mm au lieu de 4,8 mm) est prconise pour simplier la mise en uvre du fait de la suppression des gotextiles antipoinonnants quelle permet. Ce chantier a galement permis la premire utilisation sur pente de la machine de contrle automatique des soudures par ultrasons.
Jean-Antoine Sanguinetti
CONDUCTEUR DE TRAVAUX
Bernard Breul
RESPONSABLE ETANCHITS
Groupe Colas SA
Yvon Gimenes
DIRECTEUR (jusquen 1997)
Eric Antomarchi
DIRECTEUR
Corsovia
Robert Herment
INGNIEUR
e barrage en enrochements de lOrtolo (Haute Corse) mis en eau en 1996 reprsente avec ses 37 m de hauteur le plus haut barrage au monde avec tanchit amont en gomembrane bitumineuse. Son financement a t assur par la Communaut europenne, lEtat, la rgion Corse et lOffice dquipement Hydraulique de Corse (O.E.H.C.). Cet organisme a une grande exprience des travaux hydrauliques dans la rgion, et a en particulier construit en 1978 le barrage de l'Ospedale, 26 m de haut, premier grand barrage au monde tre tanch par une gomembrane, le Coltanche en loccurrence. Il fut lobjet de la communication C11 au 13e congrs international des grands barrages de New Delhi en 1979 : "Utilisation dun revtement mince pour ltanchit dun barrage de plus de 20 m de hauteur" par Ch. Bianchi, C. Rocca-Serra et J. Girollet. Cette technique a t reprise sur les barrages de Codole et Figari, et tout rcemment sur celui de l'Ortolo en utilisant la gomembrane bitumineuse Coltanche (tableau I). Ce barrage est accessible par une piste de 11 km relie la RN 196 et une route dpartementale revtue provenant de Sartne 12 km. Les caractristiques gomtriques de louvrage et ses caractristiques hydrauliques sont donnes en encadr (page suivante). Lobjectif principal de ce barrage est dassurer lirrigation de la valle en aval, et accessoirement de produire de l'lectricit l'aide d'une microcentrale.
rage en enrochement granitique 0/800 mm appliqu par couche de 1 1,2 m avec une bille vibrante lisse de 10 t statique pour obtenir un indice de vide entre 18 et 22 %. Le ballast amont est constitu d'une couche d'enrochements 25/120 mm d'une largeur en plan de 4 m appliqus avec une tolrance de plus ou moins 30 cm par rapport au plan thorique du projet et compacts par couches horizontales de 0,5 m. Son indice de vide varie de 22 28 %. Le rip-rap aval est constitu de gros blocs 800/1 500 mm soigneusement rangs. Le lot 1 inclut galement la longrine primtrale, l'vacuateur de crues implant en rive gauche et la galerie de service sous barrage qui sert pendant la construction de drivation provisoire avec la vidange de fond 1 000 mm ; un lot n 2 comprenant les injections au droit du mur de pied, constituant un voile monolinaire profond de 15 25 m ; un lot n 3 concernant le masque dtanchit dcrit ci-aprs.
Tableau I Caractristiques principales des quatre ouvrages Main characteristics of the four structures
O S P E DALE
CO DO LE
FI G ARI
O RTO LO
1979 1985 1989 26 28 35 135 460 150 4.000 16.000 5.800 1,7/1 1,7/1 1,7/1 1,5/1 1,5/1 1,5/1 bitumineuse P.V.C. P.V.C. 5 mm 2 mm 2 mm Couche support enrob bitumineux froid 5-10 mm K = 10-4 10-5 m/s + gotextile en polypropylne aiguillet de 400 g/m2 Couche de protection pavs autoblocants dalle bton dalle bton 8 cm arm fibr 14 cm 14 cm 3 Capacit (Mm ) 2,8 6,5 5,5
Anne de construction Hauteur en (m) Longueur en crte Superficie du masque (m2) Fruit du parement amont Fruit du parement aval Gomembrane
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mcanique dun poids de 25 t soit 5 fois la charge tracte. La mme pelle sert aprs application de lenrob manuvrer le long de la pente un cylindre de 4 t qui compacte l'enrob froid avec quatre passes aller et retour. La tolrance de forme de cette couche aprs compactage est de plus ou moins 20 cm par rapport au plan thorique, avec une tolrance maximale de 5 cm sous la rgle de 10 m ramene zro aux raccordements aux ouvrages de bton.
Un gotextile
Figure 1 Coupe en travers type Typical cross-section
Lensemble des travaux sauf les injections a t ralis par des entreprises insulaires. Le montant de la dpense pour cet ouvrage est d'environ 50 millions de francs.
Ce gotextile en polypropylne aiguillet de 400 g/m2 classe 6 vite les ventuels poinonnements de la gomembrane par les granulats de l'enrob froid. Ce gotextile ne sera plus ncessaire dans les prochains projets si l'on utilise une gomembrane bitumineuse plus paisse : Coltanche NTP4 (paisseur 5,6 mm) pour limiter le nombre des oprations et amliorer la rsistance au soulvement par le vent grce une masse surfacique plus leve.
LE MASQUE DTANCHIT
(photo 1) Ce masque, objet du lot n 3, comprend de bas en haut :
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Photo 1 Vue gnrale du barrage. Etanchit amont en cours de pose General view of the dam. Upstream waterproong during placement
Photo 2 Soudage des ls (de gauche droite : la gomembrane, le gotextile, la couche support) Welding of strips (from left to right : the geomembrane, the geotextile, the support layer)
Le vent
Comme la plupart de ces prdcesseurs ( lexclusion de lOspedale), le chantier de lOrtolo a t marqu, heureusement une phase trs peu avance du chantier, par un gros problme de vent : la totalit de la gomembrane et du gotextile pos (environ 1500 m2) a t emporte et a d tre remplace (photo 4). Par la suite, le chantier a pu tre men bien, malgr plusieurs autres coups de vent, grce un lestage renforc. Enseignements et conclusions relatifs aux problmes de vent sur les gomembranes Nous les avons prsents au congrs du Comit Franais des Gosynthtiques "Rencontres 97"
Travaux n 746 octobre 1998
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Photo 5 Crue de chantier. Rsurgences et bouillonnement sur le parement aval Site water level. Resurgence and bubbling on the downstream facing
terme aronautique) bien connu est alors fortement aggrav par une sous-pression traversant le corps de digue. Conclusions : cette vaste rexion nous amnera lavenir modifier notablement le cahier des charges relatif la couche support dans les barrages en enrochement : celle-ci tant depuis lorigine trs forte permabilit, sera lavenir ramene une permabilit juste suffisante pour assurer le drainage hydraulique, mais assez faible pour assurer autant que possible un "effet ventouse" convenable. Un enrob plus ferm prsentant un coefficient de permabilit K de lordre de 10 -6 10 -7 m/s devrait trs bien convenir. Dautre part si dans les prochains projets, la structure gotextile/Coltanche NTP3/gotextile est remplace par un Coltanche NTP4, celui-ci peut tre coll par plots sur lenrob laide dune colle rapide, ce qui viendra complter le lestage classique par les sacs de sable.
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r lcoulement de la crue travers le barrage de lOrtolo celui subi par le barrage de Nebaana en Tunisie en 1964 et par celui de Hell Hole aux USA en 1964 galement. Le barrage de Nebaana, qui est zon avec une zone amont en enrochements ns compacts et une zone aval en gros enrochements dverss, a rsist. Le zonage simpli du corps de barrage a rabattu nettement la ligne phratique de percolation, diminuant ainsi considrablement les pressions interstitielles dans le remblai rocheux aval, et assurant ainsi la stabilit des remblais. La rsurgence en pied aval atteignait plusieurs dizaines de mtres cubes par seconde. Le barrage de Hell Hole, homogne en enrochements dverss, fort pourcentage de vides, na pas rsist une crue atteignant 70 m3/s travers le remblai. Le barrage de lOrtolo a bien rsist lrosion, grce la limitation et la faiblesse du dbit de percolation lis aux couches support de ltanchit et aux couches de transition granulomtriques amont, ainsi qu la courte dure de lvnement. A noter que cette crue a t suivie le 15 mars dune seconde, moins importante, nayant entran quun remplissage partiel. Ces vnements rptition nous amnent l encore, envisager de reconsidrer le cahier des charges concernant la permabilit de la couche support en enrob bitumineux : une couche denrobs plus ferms aurait, l aussi, largement limit les fuites, ramenant lvnement du 2 fvrier 1996 un incident mineur sans consquences. Une telle permabilit permettrait sans problme dassurer les drainages normaux sous la gomembrane (trs faibles dbits) et rduirait considrablement les fuites en cas de dchirure importante. Conclusions : le seul lment dont la constitution na pas chang au cours de ces 18 annes de ralisation tait la couche support en enrob froid. Les incidents qui ont (largement) perturb la ralisation du barrage de lOrtolo nous amnent envisager la modication de cet lment, dans le sens dune forte rduction de sa permabilit, et amliorer le zonage du corps de digue.
Photo 6 Contrle automatique des joints par la machine ultrasons Automatic control of joints by ultrasonic machine
en ralisant le chantier de nuit (solution employe lOrtolo et Figari) ; en plaant la gomembrane Coltanche lenvers (film polyester au-dessus), ce qui prsente le double avantage dassurer un bon collage de la membrane sur son support, et de permettre de marcher dessus sans problme. Cest la solution qui a t employe avec succs lOspedale et que lon a eu le tort de ne pas reprendre lOrtolo.
LES CONTRLES
La planit de lenrob est mesure aprs sa mise en uvre la rgle de 10 m. Le personnel du chantier marque la peinture de couleur les zones o la tolrance de 5 cm est dpasse, les reprises tant faites sur cette base. La totalit des soudures a t contrle sur 20 cm de large par la machine CAC94 munie de 24 capteurs ultrasoniques. Le logiciel de dpouillement donne une radiographie des dfauts de soudure en temps rel (photo 6). En ce qui concerne le contrle du bton de protection, sa rsistance minimale a t de 270 bars 28 jours. Dix contrles ont t effectus. La tolrance dpaisseur prvue tait de 2 cm.
CONCLUSION
Les barrages en enrochements simposent souvent pour des considrations de portance du sol et de qualit des appuis. La puissance actuelle des engins de terrassement permet des ralisations ables et conomiques. Diffrentes solutions pour la ralisation de ltanchit sont possibles ; celles faisant appel aux solutions bitume sont nombreuses cause de la durabilit bien connue du matriau bitume. Les gomembranes Coltanche qui sappliquent
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ENGLISH SUMMARY
automatische Schweinahtprfmaschine in Ultraschalltechnik auf einer geneigten Flche eingesetzt. RESUMEN ESPAOL
Photo 7 Vue gnrale du barrage en eau General view of the dam with water
facilement sont, du fait de leur qualit, de leur rsistance au vieillissement, dtanchit et de prix avantageux, parmi les solutions les plus utilises. Elles rpondent particulirement bien aux exigences des matres duvre et douvrage qui construisent des tanchits douvrages devant rester fonctionnelles plusieurs dizaines dannes sans ncessit dentretien. La durabilit est lun des points forts du Coltanche qui a t slectionn par lANDRA pour assurer la couverture du centre de stockage Manche La Hague (dchets radioactifs de faible et moyenne activit). Cette couverture doit rester tanche pendant 300 ans. Il faut noter pour le barrage de lOrtolo que le matre duvre et matre d'ouvrage trs expriment a choisi une solution simple faisant appel un matriel classique parfaitement adapt aux conditions locales. Le barrage de lOrtolo est ce jour le plus haut barrage dans le monde avec une tanchit amont en gomembrane bitumineuse (photo 7), mais en 1999 il sera dtrn par celui de la Galaube sur lAlzeau construit par lInstitution interdpartementale pour lAmnagement Hydraulique de la Montagne Noire. Sa hauteur sera de 43 m, sa longueur en crte de 380 m, et la surface de masque de 22 000 m2.
Experience of three major rockll dams with upstream geomembrane waterproong, built in Corsica, led the client to use this technique again for the new Ortolo dam. This structure is currently the world's highest with a bituminous geomembrane waterproof facing. The effect of exceptionally difficult weather conditions on the work phases led the contractor to consider a modication of the geomembrane support layer for the future structures. Also, the use of a slightly thicker geomembrane (5,6 mm instead of 4,8 mm) is recommended to simplify placement owing to the elimination of anti-puncturing geotextiles it allows. This project also enabled the rst use on a slope of the automatic ultrasonic welding control machine. DEUTSCHES KURZREFERAT
Das Erfahrungs-Feedback aus den drei in Korsika gebauten groen Staumauern auf Steinschttung mit oberwasserseitiger Geomembranabdichtung hat den Federfhrer veranlat, diese Technik auch im neuesten Bauvorhaben dieser Art (Ortolo) einzusetzen. Es handelt sich hier um die zur Zeit hchste Staumauer der Welt mit einer Dichtungsvorlage aus bituminser Geomembran. Der Einu der auerordentlich ungnstigen Witterungsbedingungen auf den Arbeitsablauf hat den Federfhrer dazu gefhrt, fr die knftigen Bauwerke eine nderung der Sttzschicht der Geomembran ins Auge zu fassen. Desweiteren wird die Verwendung einer etwas dickeren Membran (5,6 m statt 4,8 mm) empfohlen, weil sie durch den dann mglichen Wegfall der perforierungsverhindernden Geotextilien den Einbau erleichtert. Im Rahmen dieser Baustelle wurde auch zum ersten Mal die
El aprovechamiento de la experiencia derivada de tres grandes presas de escollera, con impermeabilizacin aguas arriba mediante geomembrana, construidas en Crcega, ha conducido al responsable tcnico a repetir esta tcnica en el caso de la presa del Ortolo, que es la ltima construida en la isla. Hasta la fecha, esta presa es la ms alta del mundo con una pantalla de impermeabilizacin compuesta por una geomembrana asfltica. La incidencia con respecto al desarrollo de las obras en condiciones meteorolgicas excepcionalmente difciles ha conducido al responsable tcnico a contemplar para las estructuras futuras de este gnero, una modificacin de la capa de soporte de la geomembrana. Por otra parte, cabe preconizar la utilizacin de una geomembrana ligeramente de mayor espesor (5,6 mm, en lugar de 4,8 mm) para simplificar la implementacin debido a la supresin de los geotextiles antiperforantes que permite este modo de proceder. Estas obras han permitido tambin la primera utilizacin en un declive de la mquina de control automtico de las soldaduras ultrasnicas.
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