BARRAGES à ELECTRICITE DE FRANCE

Colloque technique du CFGB 10-11 mai 2001
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
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
de France

Colloque technique du CFGB 10-11 mai 2001
Le parc des ouvrages par type
Environ 240 barrages dont 150 relevant de la sécurité
publique
voûtes
poids
remblais
contreforts
mixtes
0
T2
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
de France

40
35
30
25
20
15
10
5
0
Colloque technique du CFGB 10-11 mai 2001
Le parc des ouvrages
voûtes
poids
mixtes
remblais
contreforts
1980
T3
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
de France

Colloque technique du CFGB 10-11 mai 2001
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
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
de France

Colloque technique du CFGB 10-11 mai 2001
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
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
de France

35
30
25
20
15
10
5
0
J J+1 J+2 J+3 J+4 J+5 J+6
60%
20%
90%
Ma
Mo
150
130
110
90
70
50
30
10
-10
Pluies journalières prévues (en mm)->
Débits modélisés recalés (m3/s) ->
1- PREPARATION
20 10 1 0 5 10 0 DES DONNEES
0
56,7 84,5 86,2 60,6 56,8 74,6
5 2 - ELABORATION DU
SCENARIO
10
3-VISUALISATION
15
DES RESULTATS
20
25
30
35
40
4-DIVERS
La prévision des crues
Imagerie Satellite Meteosat Imagerie radar
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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 0 5 22 7
J+1 0 16 33 14
J+2 0 17 28 14
J+3 5 16 31 14
J+4 3 14 24 11
J+5 5 17 34 16
J+6 3 12 15 9
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
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
de France

T7
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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
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
de France

Colloque technique du CFGB 10-11 mai 2001
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
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
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Colloque technique du CFGB 10-11 mai 2001
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
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
de France

Données d ’entrée
Colloque technique du CFGB 10-11 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
POLE INDUSTRIE
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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
POLE INDUSTRIE
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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
POLE INDUSTRIE
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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
POLE INDUSTRIE
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Les dispositifs et les capteurs
Points de mesure en nombre
limité, mais pertinents
préférence aux capteurs
intégrateurs recoupements possibles
capteurs fiables, précis, robustes
accessibles
10 000 points de mesures sur 150
barrages, 150 000 mesures/an
25 barrages télé mesurés
T14
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
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Colloque technique du CFGB 10-11 mai 2001
L ’inspection
visuelle
T15
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
de France

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 10-11 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
génie civil dans la transmission des
Apparition de amont fissures au niveau 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 :
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
de France

Colloque technique du CFGB 10-11 mai 2001
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
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
de France

Colloque technique du CFGB 10-11 mai 2001
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
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
de France

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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
8 9
5 6
2 3
0
T19
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
de France

Colloque technique du CFGB 10-11 mai 2001
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
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
de France

Colloque technique du CFGB 10-11 mai 2001
Traitement des données
X
Mettre en évidence les dérives lentes
Détecter les anomalies
T21
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
de France

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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
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
de France

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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
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
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Effets retardés
(EFR)
T24
POLE INDUSTRIE
Mission Hydraulique
Electricité
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Effets retardés (EFR)
T25
POLE INDUSTRIE
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Electricité
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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
POLE INDUSTRIE
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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
POLE INDUSTRIE
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Electricité
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