Prise en compte des formations quaternaires dans les projets de grands barrages : exemple de la vallée du Drac Moyen

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1 Prise en compte des formations quaternaires dans les projets de grands barrages : exemple de la vallée du Drac Moyen Guilhem DEVEZE Service Géologie Géotechnique Séance technique CFGI -16 mai 2013

2 Présentation de la vallée et des barrages

3 Présentation de la vallée et des barrages 1958 / 63* voûte épaisse 155 m** usine en pied 1931/36 * voûte renforcée 126 m** usine en pied 1960/64* noyau 40 m** usine à St Georges * début construction / fin mise en eau ** hauteur sur fondation 1954/ 57* voûte mince 80 m** usine à Cordéac

4 Sommaire 1. Présentation du cadre géologique 2. Eléments de l histoire quaternaire de la région 3. Les lits fossiles et épigéniques du Drac 4. Conséquences des lits épigéniques 5. Adaptation du type de barrage à la présence de remplissage quaternaire 6. Les instabilités de versants 7. Les impacts hydrogéologiques 8. Les impacts anthropiques 9. La sismicité induite Présentation limitée à la géologie appliquée à la recherche de site de barrage. Ne seront pas abordés : La qualité des fondations (résistance, déformations, liquéfaction) Les recherches de matériaux Le transport solide La néotectonique

5 Présentation du cadre géologique BRGM carte géologique de la France au 1/ feuilles de Lyon et Valence (1980) La Romanche La Gresse NOTRE DAMME MONTEYNARD La Bonne ST PIERRE L Ebron La Sézia SAUTET La Souloise

6 Présentation du cadre géologique

7 Eléments de l histoire quaternaire régionale Travaux antérieurs : Ch. Lory, W. Killian Penck, Bourdier Gignoux et P. Lory (SAEE) Moret (SBD) Lugeon / Goguel Crosnier-Lecomte, Bordet, Duffaut (EDF) SAEE : Société Auxilliaire d Etudes et d Entreprises SBD : Société des Forces Motrices Bonne et Drac EDF : Electricité de France (>1946)

8 Eléments de l histoire quaternaire régionale Riss I : maximum d avancée glaciaire, transfluence Durance/Isère par la vallée du Drac, diffluence par la Croix Haute vers le Beauchène (=Buech) Riss II : non glaciaire («périglaciaire») Riss III : glaciaire : moraines, puis alluvions fluv. (a2) Würm I : non glaciaire («périglaciaire») Würm II : glaciaire, mais moyenne vallée du Drac non couverte : lacs d obturation fermés par le glacier de l Isère (remontant) et par le glacier de la Bonne Würm III : récurrence glaciaire, sur limites proches de celles de würm II

9 Eléments de l histoire quaternaire régionale Mindel / Riss : lit fossile : Drac de Cros, avec cailloutis de base (??) Riss I : à la déglaciation : dépôts fluviatiles (A1) Riss II : dépôts torrentiels (A1) Riss III : glaciaire : moraines, puis alluvions fluv. (A2) Riss/Würm : 1 ère épigénie : Drac de Sinard Würm I : alluvions A3 Würm II : dépôts glacio-lacustres essentiellement argileux (+deltaïques à l amont) déposés par des lacs d obturation, (puis moraines à l aval) Würm III : récurrence glaciaire : moraines latérales (à l aval) > Würm II : 2 ème épigénie du Drac

10 Eléments de l histoire quaternaire régionale Localisation des coupes

11 Les lits fossiles et épigéniques du Drac

12 Les fuites du Sautet vers la Sézia RN 765 Pellafol Retenue du Sautet Le Coin Formations morainiques argileuses Ancien cours du Drac La Sézia infiltrations Formations sablo-graveleuses quaternaires résurgences 670 à 740 Substratum marno-calcaire

13 Les fuites du Sautet vers la Sézia

14 Les fuites du Sautet vers la Sézia

15 Les fuites du Sautet vers la Sézia

16 Les fuites de Saint Pierre vers la Bonne 2,7 l/s au contact

17 Les fuites de Saint Pierre vers la Bonne Creusement galerie d essai et déviation de la Bromme : 1937/38 Résultats : 100 l/s au contact dans la Borne qq l/s dans le Drac

18 Les fuites de Saint Pierre vers la Bonne

19 Les fuites de Saint Pierre vers la Bonne

20 Les fuites de Monteynard ravin d Ars Galerie sous-fluviale de calage des sondages et sismique en RG (1,1 km) : mise en évidence de deux lits fossiles : Drac de Sinard & Drac de Cros (Duffaut & al, 1953) Estimation des fuites : 600 à 1450 l/s selon les hypothèses (Goguel, 1946) : 1, m/s, 5 %,.. Mesures : 580 l/s Coulées boueuses

21 Les «pertes» du Drac Pertes partielles, localisées en m3/s pour des débits du Drac compris entre 50 et 100 m3/s

22 Le positionnement des ouvrages souterrains : Cordéac Nécessité de changement de versant imposée par la crainte de traverser des terrains pulvérulents sous forte charge hydraulique

23 Les fissures d appel au vide de Monteynard

24 Les fissures d appel au vide de Monteynard 1959: injections et remplissages des failles : consolidation et étanchéité En 2 phases (avant et après construction), de bas en haut Mortier et coulis argile ciment / CLK Julie la Rousse ouverte et argileuse claies béton

25 Adaptation du type de barrage : Notre Dame Vallée ouverte avec remplissage alluvionnaire d environ 50 m Barrage en terre à noyau m3 de terres à noyau morainiques m3 d alluvions wurmiennes, lavées coté amont Coupure étanche pentalinéaire, avec ligne centrale au gel de silicate

26 Les instabilités de versant : l Harmalière

27 Les instabilités de versant : l Harmalière 1965 crise de 1981 crise de 1996

28 Les écroulements de Monteynard Écroulement du 28/10/ m3 viaduc de la Clapisse

29 Les impacts hydrogéologiques Impact du projet sur les sources de Rochefort, AEP Grenoble

30 Activités anthropiques : les mines de la Mure Mines d anthracite de la Mure : Galerie d exhaure de St Arey (débouché à 473 NGF) Galerie du Drac (débouché à 375 NGF)

31 Sismicité induite : Monteynard Début remplissage : mai 1962 Cote 480 NGF atteinte en janvier 1963 Cote 490 NGF atteinte le 15/04/1963 Séisme du 25/04/1963* à 14:36 «Monteynard Avignonet» 2 précurseurs, 8 répliques Magnitude : ML = 4,8 Profondeur : 4 km Intensité : VII MSK *un an jour pour jour après le séisme de Corrençon (ML = 5,2 à 16 km, VII-VIII MSK) Reconnu comme un cas de sismicité induite