SURVEILLANCE ET MAINTENANCE DES BARRAGES à ELECTRICITE DE FRANCE

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1 SURVEILLANCE ET MAINTENANCE DES BARRAGES à ELECTRICITE DE FRANCE Le parc d ouvrages Les risques Les politiques organisationnelles et techniques de la surveillance Les outils Lien entre surveillance et maintenance T1

2 Le parc des ouvrages par type Environ 240 barrages dont 150 relevant de la sécurité publique voûtes poids remblais contreforts mixtes 0 T2

3 Colloque technique du CFGB mai 2001 Le parc des ouvrages voûtes poids mixtes remblais contreforts < >1980 T3

4 Quels risques? Quelles parades? Rupture à la construction ou à la première mise en eau (47 % des accidents) ==> bonnes conception et exécution Submersion et rupture lors d une crue (33 %) ==> bonne conception puis prévision et gestion en crue Dégradation, vieillissement (20 %) ==> surveillance en exploitation T4

5 Risque Crue Réévaluation crue de projet, et débitance des organes, puis travaux de mise en conformité ==> suivant un planning priorisé par importance décroissante Prévision des crues ==> réseau de mesures, analyse en temps réel Exploitation en crues ==> procédures, formation T5

6 J J+1 J+2 J+3 J+4 J+5 J+6 60% 20% 90% Ma Mo Pluies journalières prévues (en mm)-> Débits modélisés recalés (m3/s) -> 1- PREPARATION DES DONNEES 0 56,7 84,5 86,2 60,6 56,8 74, ELABORATION DU SCENARIO 10 3-VISUALISATION 15 DES RESULTATS DIVERS La prévision des crues Imagerie Satellite Meteosat Imagerie radar Colloque technique du CFGB mai 2001 Sorties du modèle Arpege (Meteotel et cartes) et CEP Meteorage Alerte et assistance téléphonique sous astreinte BASSIN: 4 AIN-VALSERINE Date de la prévision 19/02/99 20% 60% 90% Max Moy J J J J J J J Sorties du modèle Analogues MétéoFrance EDF - DTG Système d observations temps réel issues de réseaux de mesures EDF Modèles hydrologiques de prévisions (pluie- débit:dpft-mordor- Débit-débit Predice) Deux Centres Hydrologiques EDF - DTG Prévisions court et moyen terme Prévisions long terme 22/03/99 23/03/99 24/03/99 25/03/99 26/03/99 27/03/99 28/03/99 29/03/99 30/03/99 31/03/99 01/04/99 02/04/99 03/04/99 04/04/99 05/04/99 06/04/99 07/04/99 T6

7 T7 Colloque technique du CFGB mai 2001 Risque vieillissement Évolution des caractéristiques mécaniques ==> fluage, retrait, gonflement des bétons, consolidation des remblais Évolution des caractéristiques hydrauliques ==> colmatage du drainage, perte d efficacité des rideaux d injection, entraînement de matériaux ==> INFLUENCENT LES FONCTIONS STABILITE et ETANCHEITE

8 La surveillance du vieillissement Ces évolutions se manifestent par des signes mesurables ou observables ==> la surveillance comportera donc un volet mesure, l auscultation,, et un volet observation, l inspection visuelle L analyse des mesures et des observations doit être adaptée ==> à la détection de phénomènes rapidement évolutifs ==> à la mise en évidence des dérives lentes T8

9 L organisation de la surveillance Un responsable : l exploitant : garant de l état des ouvrages, du respect de la réglementation, des activités de surveillance et de contrôles pour les dispositifs et les organes de sécurité prise de décision, engagement d actions correspondant de l autorité de tutelle qui s appuie sur des entités spécialisées pour l auscultation (DTG) pour l inspection visuelle et l ingénierie (CIH) Une organisation structurée et formalisée T9

10 Données d entrée Colloque technique du CFGB mai 2001 L organisation Décisions possibles Prévisions évènements extérieurs Rapports d inspection Analyse des mesures Analyses et Décisions par Exploitant avec appui spécialisé RAS Reprise mesure Vérification capteurs Études Interventions Sécurité T10

11 L Organisation de la surveillance - les activités Inspection visuelle Mesures terrain Contrôles capteurs Premier diagnostic base de données locales 2 diagnostic Dépouillement Enquête Rapport d auscultation Études - Modèles DTG BANQUE DE DONNEES DE L'ORDINATEUR CENTRAL Site du barrage Exploitant local Transmission des mesures Appuis nationaux DTG CIH Inspection visuelle approfondie, ingénierie T11

12 Le contrôle Localement, validation hiérarchique de toutes les mesures et inspections visuelles Diagnostic 2 niveau à la DTG Au niveau national, vérification des rapports d auscultation, audits périodiques Contrôle externe par les DRIRE et le BETCGB, par diffusion des rapports annuels et d auscultation, visites annuelle et décennale T12

13 Les Outils - Les méthodes Une doctrine technique basée sur l expérience les dispositifs de mesures, l instrumentation la fréquence des mesures notes et instructions techniques Des outils structurants et productifs Aide à la saisie et traitement informatique local Télémesure Analyses statistiques des données T13

14 Les dispositifs et les capteurs Points de mesure en nombre limité, mais pertinents préférence aux capteurs intégrateurs recoupements possibles capteurs fiables, précis, robustes accessibles points de mesures sur 150 barrages, mesures/an 25 barrages télé mesurés T14

15 L inspection visuelle T15

16 Des guides guid-1.doc Unité Energie Midi-Pyrénées G.E.H. AGOUT ~ ME3A3D.DOC GUIDE D'INSPECTION VISUELLE DU BARRAGE DE : ST-PEYRES page 1/1 Colloque technique du CFGB mai 2001 L inspection visuelle DESCRIPTION DE L'OUVRAGE RISQUES (mécanisme, conséquences...) ANOMALIES IMPORTANTES A SIGNALER Parement amont (en fonction du marnage) Couronnement Parement aval Contact aval béton/rocher et zones des appuis s'étendant sur une quinzaine de mètres Evacuation de crue L'étanchéité du parement amont Défauts de forme majeurs (cloques, constitue le premier des trois remparts à boursouflures, déchirement) de l'étanchéité l'eau dans la conception du barrage. amont Toute défaillance significative (joint de plot en particulier) conduirait à inje cte r de la pression dans le corps de l'ouvra ge. Sur le plan mécanique, tout mouvement relatif amont aval entre plots peut traduire un comportement mécanique perturbé. Toute arrivée sur le parement aval provenant de la retenue traduit que les remparts successifs (étanchéité amont, visi-1.doc drainage vertical, drainage horizontal) Unité Energie Midi-Pyrénées GEH AGOUT ont été franchi avec ~ le ME1E26.DOC risque FICHE D'INS PECTION VIS UELLE DU BARRAGE DE : S T-PEYRES page 1/1 d'établissement de sous pression dans le corps du barrage Evolution POINTS A OBSERVER PHENOMENES A OBSERVER ANOMALIES IMPORTANTES A SIGNALER Oui Toute arrivée d'eau corrélée avec la Toute arrivée d'eau pérenne et significative Non retenue traduit des pressions résiduelles après percolation sous le barrage. Parement amont L'évolution des sous pression est un enjeu essentiel pour (en la stabilité fonction du du marnage depuis Défauts de forme majeur barrage. la plateforme vigie et depuis l'extrémité RG) (cloques, boursouflures, déchirement) de l'étanchéité Défaillance aux interfaces mécaniques Apparition de amont fissures au niveau des génie civil dans la transmission des corbeaux d'ancrage de la vanne secteur. efforts. Couronnement Joints interplots Vidange de fond Idem Idem Déplacement interplots amont aval bien observable sur les balustres bétons solidaires du corps du barrage. Toute arrivée d'eau en provenance de la retenue. Mouvement amont aval entre les plots Galeries internes du barrage Le drainage vertical est le 2ème Parement rempart aval Apparition de venues d'eau en dehors des contre l'établissement de sous pression drains organisés. dans le corps du barrage (en période et sous sèche) le Venues d'eau au travers du barrage. barrage Appuis RG et RD et contact barrage/rocher Venues d'eau en provenance de la retenue Observations générales sur l'ouvrage : (en période sèche) Evacuation de crue Barrage poids à 12 plots largement drainé. L'évacuation Corbeaux de crue béton est de indépendant la vanne du barrage Apparition et de la vidange fissures de fond a été rénovée récemment. Cet ouvrage dispose de 3 secteur remparts successifs à l'établissement significatives des sous visibles pressions depuis sous laet dans le barrage : le parement amont étanche, le réseau de drainage vertical, le drainage passerelle horizontal du corps du barrage. Vidange de fond Rédacteur : A. BEAUDOUX Visa : Idem Date : 15/11/95 Idem Pièces jointes : Galeries internes du barrage Apparition de venues d'eau en dehors des drains EAO Vigie Barrages Observations générales : Conclusions et évolutions par rapport à la précédente visite : Cote plan d'eau : NGF Fréquence : 2 semaines Rédacteur : T16 Météo : Visite du : Valideur : Pièces jointes :

17 Les visites décennales Inspection des parties habituellement noyées, possible par robots subaquatiques Les vidanges des retenues restent parfois nécessaires, pour travaux ou chasses la maîtrise des conséquences environnementales est alors essentielle T17

18 L Organisation de la surveillance - les activités Inspection visuelle Mesures terrain Contrôles capteurs Premier diagnostic base de données locales 2 diagnostic Dépouillement Enquête Inspection visuelle approfondie Rapport d auscultation Études - Modèles Site du barrage Transmission des mesures Exploitant local Transmission des mesures DTG CIH Appuis nationaux BANQUE DE DONNEES DE L'ORDINATEUR CENTRAL T18

19 PANDA un outil structurant pour l analyse premier niveau et la transmission des données Télémesure PC SAFTEL PANDA SERVEUR G.E.H. Manuel UP. D.T.G. Terminal de saisie portable A E B C F G J K L O P Q T U 7 V W 4 X Y 1 D H I M N R S T19

20 L analyse des données Approche déterministe référence = modèle mathématique ou physique analyse des écarts bien adapté pour la phase de mise en service Approche statistique référence = historique des mesures analyse des écarts, des effets reversibles et irréversibles permet l analyse de TOUS les paramètres bien adapté à la phase exploitation T20

21 Traitement des données X Mettre en évidence les dérives lentes Détecter les anomalies T21

22 Méthode HST ==> Mise au point par EDF en 1968 ==>Prise en compte des effets hydrostatique et thermique saisonnier ==> mise en évidence dérive et anomalies ==> évaluation des effets réversibles T22

23 Méthode ACP (Analyse en Composantes Principales) S intéresse à un ensemble de mesures a priori homogène pour objectiver le regroupement d appareils et mettre en évidence des comportements similaires pour affiner la détection d anomalie pour compléter des séries manquantes T23

24 Effets retardés (EFR) T24

25 Effets retardés (EFR) T25

26 Surveillance et maintenance Les signes de vieillissement sont en général sans effet sur la pérennité des barrages Parfois, ils traduisent des évolutions qui pourraient devenir à terme préjudiciables La priorisation des interventions est effectuée suivant une méthode de criticité combinant note technique note d enjeu Il faut y ajouter les opérations de mise en conformité des évacuateurs, et quelques opérations d investissement (passe à poissons) T26

27 La surveillance est une activité fondamentale pour la sécurité des barrages. En conclusion Elle dépend d abord de la compétence, de la rigueur et de la vigilance des acteurs Elle s appuie sur des outils de plus en plus performants La prévision et le passage des crues, ainsi que la maîtrise des variations de débit à l aval sont également essentielles pour la sûreté de nos ouvrages T27