VOIES NAVIGABLES DE FRANCE

Pierre - Etienne Schneegans

Description

Niveau: Supérieures
VOIES NAVIGABLES DE FRANCE (70) MAITRISE D'ŒUVRE POUR LA REHABILITATION DU BARRAGE SUR LE RAHIN A PLANCHER-BAS ETUDE DE PROJET Tuteur entreprise : Pierre-Etienne Schneegans, responsable du pôle fluvial, SOGREAH agence de Strasbourg. Tuteur INSA de Strasbourg : Pierre Regenass, Professeur ENSAM. Mai 2011

• dimensionnement des enrochements


• vanne levante


• description generale


• periode de remplissage


• remplissage du bassin de champagney


• coût estimatif des travaux


• pre dimensionnement de la passerelle


• ouvrage de franchissement piscicole


• réhabilitation complète du barrage

Sujets

• Strasbourg
• Haute-Saône

Informations

• Publié par: profil-fouv-2012
• Publié le: 01 mai 2011
• Nombre de lectures: 73
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

V OIES N AVIGABLES DE F RANCE (70)

M AITRISE D ’ ŒUVRE POUR LA REHABILITATION DU BARRAGE SUR LE R AHIN A P LANCHER - BAS E TUDE DE PROJET Tuteur entreprise: PierreEtienne Schneegans, responsable du pôle fluvial, SOGREAH agence de Strasbourg. Tuteur INSA de Strasbourg: Pierre Regenass, Professeur ENSAM. Mai 2011

S OMMAIRE

R ESUME ........................................................................................................................... E

S ........................................................................................................................ E UMMARY

R EMERCIEMENTS ....................................................................................................F..........

1.

2.

2.

3.

3.

4.

5.

6.

I NTRODUCTION .........................................................................................................B

P RESENTATION ET ENJEUX DU PROJET .............:........................................................D 1.1. D ESCRIPTION DE LA MISSION CONFIEE :.................................................................................E 1.2. E TAT ACTUEL DU BARRAGE : ................................................................................................ F

R ESULTAT , CONCLUSION ET PARTI PRIS LORS DE L ’AVP: ................. ..........................G 2.1. C HOIX DE LA VANTELLERIE .................................................................................................. G 2.2. N OUVELLE GESTION ENVISAGEE .......................................................................................... H

P RESENTATION DE LA MISSION DE PROJET :................................................................. I

G ............................................................................................................ 1 ENERALITE 3.1. R APPEL DES ELEMENTS DU CAHIER DE CHARGE .....................................................1................ 3.1.1. C ONTRAINTES TECHNIQUES ................................................................................................................. 1 3.1.2. C ONTRAINTES ENVIRONNEMENTALES .................................................................................................. 2 3.2. R APPEL DES CONCLUSIONS DE L ’ AVANT PROJET ................................................................... 2

P RESENTATION DE L ’ OUVRAGE EXISTANT ................................................................... 3 4.1. S ITUATION DE L ’ OUVRAGE .................................................................................................... 3 4.2. D ESCRIPTION GENERALE ET FONCTIONNEMENT DE L ’ OUVRAGE .3.............................................. 4.3. D ESORDRES CONSTATES ...................................................................................................... 4

D ESCRIPTION DE L ’ OUVRAGE PROJETE ...................................... ................ ................. 5 5.1. C ARACTERISTIQUES PRINCIPALES DE L ’ OUVRAGE PROJETE ................5.................................... 5.2. G ESTION FUTURE DE L ’ OUVRAGE .......................................................................................... 6 5.2.1. R EMPLISSAGE DU BASSIN DE C HAMPAGNEY ........................................................................................ 6 5.2.2. D EGRAVEMENT ................................................................................................................................... 7 5.2.3. H ORS PERIODE DE REMPLISSAGE ........................................................................................................ 7

D IMENSIONNEMENT ’............................................................................ 8 DE L OUVRAGE 6.1. R ADIER DE LA GRANDE PASSE .............................................................................................. 8

7.

6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6.6.

6.7. 6.8. 6.9.

V OIES N AVIGABLES DE F RANCE R EHABILITATION DU BARRAGE SUR LE R AHIN A P LANCHER - BAS (70) R APPORT DE PHASE PROJET B ASSIN DE DISSIPATION GRANDE PASSE ...01........................................................................... R ADIER DE LA PASSE DE DEGRAVEMENT ............................................................................. 11 B ASSIN DE DISSIPATION DE LA PASSE DE DEGRAVEMENT ...................................................... 11 P RE DIMENSIONNEMENT DE LA PASSERELLE ........................................................................ 12 P REDIMENSIONNEMENT DES VANNES LEVANTES .................................................................. 12 6.6.1. T ABLIER DES VANNES ETEFFORTS DE MANŒUVRES ........................................................................... 12 6.6.2. D IMENSIONNEMENT DES PORTIQUES .................................................................................................. 12 D IMENSIONNEMENT DE CULEE EN RIVE DROITE .............................................13........................ D IMENSIONNEMENT DES ENROCHEMENTS ............................................................................ 13 D IMENSIONNEMENT DE L ’ ORGANE DE MANŒUVRE DU CLAPET ( VERIN HYDRAULIQUE ) ............. 14

N DES EQUIPEMENTS PROPOSES ..... D ESCRIPTIO ........................................................ 15 7.1. G ENIE CIVIL ....................................................................................................................... 15 7.1.1. R ADIER DE LA GRANDE PASSE ........................................................................................................... 15 7.1.2. R ADIER DE LA PASSE DE DEGRAVEMENT ............................................................................................ 20 7.1.3. P ASSERELLE DE FRANCHISSEMENT PIETON ....23.................................................................................... 7.1.4. L A CULEE SUPPORT DE L ’ ORGANE DE MANŒUVRE .............................................................................. 25 7.1.5. L OCAL TECHNIQUE ............................................................................................................................ 26 7.1.6. PASSE A POISSONS ........................................................................................................................... 26 7.1.7. T RAVAUX CONNEXES ........................................................................................................................ 27 7.2. V ANTELLERIE .................................................................................................................... 29 7.2.1. V ANNE CLAPET ................................................................................................................................. 29 7.2.2. V ANNE LEVANTE PASSE DE DEGRAVEMENT ........................................................................................ 35 7.2.3. V ANNE LEVANTE PASSE A POISSON ................................................................................................... 38 7.2.4. V ANNE LEVANTE RIGOLE D ’ ALIMENTATION ......................................................................................... 38 7.2.5. S UPERSTRUCTURES DE VANNES LEVANTES ....................................................................................... 39 7.3. E LECTRICITE ..................................................................................................................... 40 7.3.1. A DDUCTION DES INSTALLATIONS ELECTRIQUES ...........................................................................40....... 7.3.2. M ISE A LA TERRE .............................................................................................................................. 41 7.4. A UTOMATISME ET INSTRUMENTATION .................................................................................. 43 7.4.1. PRINCIPES ET FONCTIONNEMENT ....................................................................................................... 43 7.4.2. CLAPET .......................................................................................43...................................................... 7.4.3. V ANNE DE DECHARGE ....................................................................................................................... 44 7.4.4. S TRUCTURE DE L ’ INSTALLATION ........................................................................................................ 44 7.4.5. C APTEURS ..................4....5.................................................................................................................. 7.4.6. POIRES DE NIVEAU ............................................................................................................................ 46 7.4.7. A RMOIRE DE PUISSANCE ET DE CONTROLE COMMANDE ...................................................................... 51 7.4.8. A LIMENTATION SECOURUE PAR ONDULEUR ........................................................................................ 52 7.5. T ELEGESTION .................................................................................................................... 53 7.5.1. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT ......................................................................................................... 53 7.5.2. A RCHITECTURE DU RESEAU DE TELEGESTION .................................................................................... 53 7.5.3. U NITE DE TELETRANSMISSION ........................................................................................................... 53 7.5.4. MODALITES DE COMMUNICATION ENTRE LA STATION DE SUPERVISION ET L ’ UNITE DE TRANSMISSION .... 54 R EHABILITATION DU BARRAGE SUR LE R AHIN A P LANCHER - BAS –4631148–M AI 2011 P AGE C

8.

9.

10.

11.

12.

V OIES N AVIGABLES DE F RANCE R EHABILITATION DU BARRAGE SUR LE R AHIN A P LANCHER - BAS (70) R APPORT DE PHASE PROJET D ESCRIPTION DES TRAVAUX .................................................................................... 55 8.1. T RAVAUX DE GENIE CIVIL ..........................5..5........................................................................ 8.2. TRAVAUX CONCERNANT LA VANTELLERIE ............................................................................ 55 8.3. A CCES .............................................................................................................................. 55 8.4. P HASAGE DES TRAVAUX ................................................................................65.....................

D EVIS ESTIMATIF ......................... ........................................................................... 57

C ONCLUSION : ................................ ......................................................................... 1

A NNEXES :............................................................................................................... 3 11.1. D OSSIER PHOTOGRAPHIQUE DE L ’ OUVRAGE : ........................................................................ 3 11.2. P RESENTATION DE L ’ ENTREPRISE : ....................................................................................... 5 11.2.1.C HIFFRE D ’ AFFAIRE ET EFFECTIF ......................................................................................................... 5 11.2.2.D OMAINE D ’ ACTIVITE ........................................................................................................................... 6 11.2.3.L ES IMPLANTATIONS ........................................................................................................................... 7 11.2.4.L’ AGENCE DE S TRASBOURG :.............................................................................................................. 8

B IBLIOGRAPHIE 10: ....................................................................................................

T ITRE A NNEXE ................................ ................................................................................ 11

L ISTE DES T ABLEAUX

T ABLEAU 1C ARACTERISTIQUES DES PASSES DE L ' OUVRAGE PROJETE ................................................................................................... 5 T ABLEAU 2:P RINCIPAUX AMENAGEMENTS PROPOSES .................................................................................................................... 5 T ABLEAU 3:P RINCIPALES CARACTERISTIQUES DU RADIER DE LA GRANDE PASSE .................................................................................. 15 T ABLEAU 4:P RINCIPALES CARACTERISTIQUES DU RADIER DE LA PASSE DE DEGRAVEMENT ..................................................................... 20 T ABLEAU 5:P RINCIPALES CARACTERISTIQUES DES PASSERELLES PIETONNES ....................................................................................... 23 T ABLEAU 6:T ENUE A LA CORROSION ......................................................................................................................................... 24 T ABLEAU 7:C ARACTERISTIQUES PRINCIPALES DE LA CULEE ............................................................................................................. 25 T ABLEAU 8:T ABLEAU DES REFERENCES .........................................04............................................................................................. T ABLEAU 9T ABLEAU RECAPITULATIF DES INFORMATIONS A PRENDRE EN COMPTE PAR L ' AUTOMATE ....................................................... 47 T ABLEAU 10:S ORTIE TOUT OU RIEN ......................................................................................................................................... 49 T ABLEAU 11:E NTREES ANALOGIQUES ....................................................................................................................................... 50 T ABLEAU 12: DEVIS ESTIMATIF ................................................................................................................................................. 57

F IG .1.

L ISTE DES F IGURES

V UE AMONT DE L ’ OUVRAGE .....................................................................................................................................................3

R EHABILITATION DU BARRAGE SUR LE R AHIN A P LANCHER - BAS –4631148–M AI 2011

P AGE D

F IG .2.

V OIES N AVIGABLES DE F RANCE R EHABILITATION DU BARRAGE SUR LE R AHIN A P LANCHER - BAS (70) R APPORT DE PHASE PROJET I DENTIFICATION DES SECTIONS MECANIQUEMENT INDEPENDANTES DU RADIER GRANDE PASSE ................................8....................

oOo

R ESUME Le barrage situé à Plancherbas en HauteSaône assure l’alimentation d’un des plus grands réservoirs de France, à savoir le bassin. Le projet consiste en la réhabilitation complète de l’ouvrage, celuici étant actuellement difficile d’entretien et de manœuvre, compte tenu de la vétusté des éléments de vantellerie et de génie civil. La réhabilitation complète du barrage comprendra le remplacement de toutes les vannes levantes, le remplacement de certains éléments du génie civil comme les radiers du barrage et la culée en rive droite. Le programme de réhabilitation de l’ouvrage inclura également un ouvrage de franchissement piscicole. Le bureau d’étude SOGREAH a été mandaté par Voies Navigables de France pour la mission de maîtrise d’œuvre complète du projet au sens de la loi MOP, des études préliminaires jusqu’à la réception de l’ouvrage. C’est dans cette mission que s’inscrit le présent projet de fin d’études. Il consiste à mener les études de la phase projet afin de préciser les choix pris lors de la phase d’avantprojet. Le projet propose ainsi un dimensionnement de plusieurs éléments du nouveau barrage et une description détaillée des aménagements proposés. Le tout sera conclu par un métré complet, donnant un coût estimatif des travaux. Mots clés: Vantellerie, réhabilitation, barrage mobile, ouvrage de franchissement piscicole, radier, culée, phase projet, métré.

S UMMARY The Plancherbas Dam located in HauteSaone, France, provides the water supply of the Champagney Reservoir, one of the biggest reservoir in France. The project consists in the complete rehabilitation of the dam, which is currently timeworn and outdated, thus preventing the owner from maintaining it and operating it properly. The rehabilitation project will include the renewal of all the gates (more particularly the implementation of a flap gate), the renovation or replacement of some of the concrete and masonry parts of the dam such as the right bank abutment and the sill. The program also plans the construction of a fish ladder SOGREAH was mandated by Voies Navigable de France to lead the complete project as prime contractor, from the preliminary studies to the receipt of the renovated dam by the c lient. This final internship is a part of that mission. It consists in leading the studies in the PROjet phase in order to specify the decisions taken during the AvantProjet phase concerning the overall layout. The project presents the designing process a nd

R EHABILITATION DU BARRAGE SUR LE R AHIN A P LANCHER - BAS –4631148–M AI 2011

P AGE E

V OIES N AVIGABLES DE F RANCE R EHABILITATION DU BARRAGE SUR LE R AHIN A P LANCHER - BAS (70) R APPORT DE PHASE PROJET

the complete and precise description of the suggested final layout of the dam. It will also include plans to display the rehabilitated dam as well as a detailed size measuring chart. Everything will be concluded by a price chart, showing the total price of the project. Keywords: dam, rehabilitation, fish ladder, sill, abutment, projet phase, measuring chart.

R EMERCIEMENTS

Je tiens à remercier toute l’équipe de l’agence SOGREAH de Strasbourg qui m’a accueillie dans ses locaux.

Je remercie également Monsieur PierreEtienne Schneegans, responsable du pôle fluvial, de m’avoir accueilli au sein de son bureau.

Je tiens à remercier particulièrement Monsieur Geoffrey Mathieu, Ingénieur d’affaire, qui par son professionnalisme et son expérience m’a énormément appris durant les 5 mois que j’ai passé dans l’agence. Sa disponibilité et ses conseils m’ont beaucoup aidé tant dans la réalisation du projet que dans la compréhension de certains aspects de la conception en génie civil.

Je remercie également Monsieur Pierre Regenass, professeur à l’INSA de Strasbourg, pour sa disponibilité et la qualité de ses conseils. Les remarques effectuées sur mes rapports et sur la note de synthèse m’ont permis d’améliorer la qualité de l’ensemble.

oOo

R EHABILITATION DU BARRAGE SUR LE R AHIN A P LANCHER - BAS –4631148–M AI 2011

P AGE F

V OIES NAVIGABLES DE F RANCE R EHABILITATION DU BARRAGE SUR LA R AHIN A PLANCHER B AS R APPORT DE PHASE PROJET

oOo

SOGREAH–C E RAPPORT EST LA PROPRIETE DE S OGREAH I NITIALES GME–4631148–J UIN 2011

P AGE A

1.

I NTRODUCTION







V OIES NAVIGABLES DE F RANCE R EHABILITATION DU BARRAGE SUR LA R AHIN A PLANCHER B AS R APPORT DE PHASE PROJET

Ce projet de fin d’étude s’inscrit dans un vaste programme de réhabilitation des ouvrages fluviaux lancé par Voies Navigables de France il y a quelques années. De nombreux barrages font partie du programme de réhabilitation. Le barrage situé à Planchers bas sur le Rahin appartient au parc des barrages à manœuvre manuel de Voies Navigables de France. Il fait partie du système d’alimentation du canal du Rhône au Rhin. Le barrage bien que fonctionnel se doit d’être réhabilité afin d’améliorer son fonctionnement etla gestion du débit incident. Voies Navigable de France considère la réhabilitation de ce barrage comme une priorité, compte tenu de l’état vétuste de sa vantellerie et de son génie civil. La réhabilitation de ce barrage représente de plus un enjeu considérable: c’est lui qui, via une rigole dite amont, alimente un des bassins les plus importants de France, le bassin de Champagney qui constitue la principale ressource du canal du Rhône au Rhin en période d’étiage. L’entreprise SOGREAH a été mandaté par VNF pour conduire la mission de maîtrise d’œuvre, des études préliminaires jusqu’à la réception de l’ouvrage par le client.

Ce projet de fin d’étude, effectué au sein de l’agence SOGREAH de Strasbourg, s’inscrit dans cette mission. La phase concernée est laphase projet. Il s’agira de définir avec précision les choix constructifs adoptés dans le rapport d’avantprojet et validés par la maîtrise d’ouvrage. Ainsi le rapport de projet se doit d’être précis et concis. Dimensionnement des nouveaux aménagements proposés, matériaux de constructions, nouvelle gestion de l’ouvrage et des automatismes ; tous ces aspects devront être traités avec précision dans ce document.

J’ai très rapidement saisi l’importance de remettre le projet dans son contexte et de ne pas se précipiter dans l’établissement des notes de calcul. Le présent rapport de projet se base donc sur les conclusions de l’AVP et reste dans la continuité des choix adoptés dans le rapport d’avantprojet. Mais il se base également sur les études préliminaires,les études d’incidences et les études géotechniques réalisées bien avant mon entrée dans l’équipe de l’agence de Strasbourg.

Les informations tirées de ces précédentes études m’ont permis de saisir les contraintes techniques s’appliquant à l’ouvrage afinde mener à bien la phase projet. La phase de projet s’est articulée autour:

De la prise de connaissance des différentes études préalables effectuées avant mon arrivée à l’agence SOGREAH.

De l’établissement des notes de calcul définissant la forme, les matériaux et les méthodes de construction des aménagements proposés lors de la phase d’avantprojet.

De l’établissement des plans synthétisant les résultats des notes de calcul.

De plus, le maître d’ouvrage souhaitait un ouvrage esthétique et s’intégrant bien dans le contexte architectural existant, à savoir ouvrage métallique du début du vingtième siècle. Cet aspectlà étant un souhait fort du maître d’ouvrage, le rapport se doit de retranscrire un parti pris architectural, en accord avec les choix de conception.

Le présent rapport constitue le rendu final du projet de fin d’étude. Il sera constitué comme suit:





La première partie présente le projet et ses enjeux, afin de donner un cadre à l’étude. Cette partie se base sur les rapports précédents, à savoir l’étude d’avantprojet, les études préliminaires et les études complémentaires de type géotechnique ou d’incidence. Cette partie synthétise les informations pertinentes, et ceci dans le but de donner une assise à la phase projet.

La deuxième partie est constituée par le rapport de projet a proprement parlé. Très technique, il stipule les matériaux à utiliser, précise les dimensions des nouveaux

SOGREAH–C E RAPPORT EST LA PROPRIETE DE S OGREAH I NITIALES GME–4631148–J UIN 2011

P AGE B





V OIES NAVIGABLES DE F RANCE R EHABILITATION DU BARRAGE SUR LA R AHIN A PLANCHER B AS R APPORT DE PHASE PROJET

aménagements proposés, tant au niveau de la vantellerie que du génie civil. Chaque élément fait référence à une note de calcul ou un plan, afin de pouvoir rapidement trouver l’information.

Enfin, les annexes seront constituées principalement des notes de calcul. Celle ci concerneront le dimensionnement de deux radiers (celui de la grande passe et de la passe de dégravement, passes définies dans le rapport d’avantprojet), la nouvelle culée de rive droite, la passerelle piétonne, les bassins de dissipation, les enrochements amont et aval, les vannes levantes et leurs portiques.

Le tout sera conclu par un métré détaillé avec le prix de l’ouvrage.

SOGREAH–C E RAPPORT EST LA PROPRIETE DE S OGREAH I NITIALES GME–4631148–J UIN 2011

P AGE C