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TRACTEBEL ENGINEERING S.A.AGENCE DE NICEPorte de l’Arénas - Bât. C - 455, Promenade des Anglais - 06200 Nice - FRANCEtél. +33 4 93 18 85 17 - fax +33 4 93 18 84 [email protected] RAPPORT

Nos réf. : P.003560 RP 14Entité : Hydraulique France Afrique du Nord (HFAN)Imputation : P.003560

RESTREINT

Client : Ville de Toulon

Projet : Dossier de projet de modification substantielle du barrage de DardennesObjet : B - Documents particuliers concernant l’ouvrage existantCommentaires : Le dossier de projet de modification substantielle du barrage de Dardennes se compose des trois sous-dossiers suivants :

- A. Documents généraux,

- B. Documents particuliers concernant l’ouvrage existant

- C. Documents particuliers concernant les travaux envisagés.

Ce rapport présente le sous-dossier B – Documents particuliers concernant l’ouvrage existant.

1 31/03/2017 Première émission PROV S. DELMAS O. HATET O. HATET

REV. JJ/MM/AA OBJET DE LA REVISION STAT. REDACTION VERIFICATION APPROBATION

TRACTEBEL ENGINEERING S.A. - siège social : 5, rue du 19 mars 1962 - 92622 Gennevilliers CEDEX - FRANCEau capital de 3 355 000 euros - R.C.S. Nanterre B 309 103 877 - SIREN 309 103 877 - TVA intra : FR 82 309 103 877 - APE 7112B

Avec l’expertise reconnue de

Ville de Toulon Barrage de Dardennes Dossier de projet de modification substantielle - B

Rapport de projet.docx 31/03/2017 SDL/OHA RESTREINT

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BARRAGE DE DARDENNESDossier de projet de modification substantielleSous dossier B – Documents particuliers concernant lesouvrages existants

TABLE DES MATIERES

1. MEMOIRE DESCRIPTIF, EXPLICATIF ET JUSTIFICATIF .................................................. 6

1.1. Description et fonctionnement des ouvrages. Historique de leur construction etdes modifications apportées ultérieurement........................................................ 6

1.1.1. Description et fonctionnement des ouvrages ................................................ 61.1.2. Historique de la construction des ouvrages ................................................ 191.1.3. Modifications apportées ultérieurement sur l’ouvrage ................................. 27

1.2. Caractéristiques mécaniques de la fondation .................................................... 31

1.3. Matériaux utilisés pour la construction des ouvrages ....................................... 36

1.3.1. Provenance et mise en œuvre ................................................................... 361.3.2. Caractéristiques actuelles .......................................................................... 36

1.4. Description du dispositif d’auscultation............................................................. 38

1.4.1. Dispositif ................................................................................................... 381.4.2. Fréquences de mesure et maintenance du dispositif d’auscultation ............ 431.4.3. Principaux acquis du dispositif d’auscultation ............................................. 44

1.5. Rapport de première mise en eau ....................................................................... 57

1.6. Procès-verbaux des visites décennales ............................................................. 58

2. PLANS .............................................................................................................................. 59

2.1. Plan d’implantation .............................................................................................. 59

2.2. Plans de l’ouvrage principal et des ouvrages annexes ..................................... 59

2.3. Examen critique des plans et des documents existants ................................... 60

2.3.1. Incohérences sur les altitudes.................................................................... 60



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2.3.2. Incertitudes sur le tracé des conduites à l’aval ........................................... 60

3. ANNEXES ........................................................................................................................ 62

TABLE DES FIGURES

Figure 1-1 : Capacité de l’évacuateur de crues après les travaux de 1964 (vert) et ceux de 1985(rouge) ................................................................................................................. 13

Figure 1-2 : Capacité de l’évacuateur de crues selon les résultats du modèle physique ............. 14Figure 1-3 : Installations de chantier .......................................................................................... 21Figure 1-4 : Elévation aval du rideau d’injection ......................................................................... 27Figure 1-5 : Coupe géologique schématique suivant le barrage et le masque – Source : Annales

des Ponts et Chaussées (1914) ............................................................................ 32Figure 1-6 : Coupe interprétative rive à rive ............................................................................... 32Figure 1-7 : Coupes amont/aval ................................................................................................ 33Figure 1-8 : Exemple de fondation ouverte en tête de sondage - DAV 10 ................................... 35Figure 1-9 : Implantation des piézomètres (en rouge, piézomètres descendus jusqu’au rocher) . 41Figure 1-10 : Implantation des cellules de pressions interstielles ............................................... 43Figure 1-11 : Déplacements amont/aval entre 1965 et 2009 ...................................................... 45Figure 1-12 : Nivellement des repères du pied aval ................................................................... 46Figure 1-13 : Nivellement des repères de crête ......................................................................... 46Figure 1-14 : Evolution du débit de fuite du barrage – de 1990 à 2007 ....................................... 46Figure 1-15 : Evolution du débit de fuite du barrage – depuis 2007 ............................................ 47Figure 1-16 : Evolution du débit des drains D2 à D5 – 2001/2015 .............................................. 47Figure 1-17 : Evolution des niveaux piézométriques de 2001 à 2015 – Cellule AM2 .................. 49Figure 1-18 : Evolution des niveaux piézométriques de 2001 à 2015 – Cellule MI2 .................... 49Figure 1-19 : Evolution des niveaux piézométriques de 2001 à 2015 – Cellule AM3 .................. 49Figure 1-20 : Evolution des niveaux piézométriques de 2001 à 2015 – Cellule AV3 ................... 50Figure 1-21 : Evolution des niveaux piézométriques de 2001 à 2015 – Cellule AV3b ................. 50Figure 1-22 : Evolution des niveaux piézométriques de 2001 à 2015 – Cellule AM4 .................. 50Figure 1-23 : Evolution des niveaux piézométriques de 2011 à 2016 – Profil 1 .......................... 51Figure 1-24 : Evolution des niveaux piézométriques de 2011 à 2016 – Profil 2 .......................... 51Figure 1-25 : Niveaux piézométriques en fonction du niveau de la retenue (avant travaux de

drainage et en 2015 – Profil 2 ............................................................................. 52Figure 1-26 : Evolution des niveaux piézométriques de 2011 à 2016 – Profil 3 .......................... 53Figure 1-27 : Niveaux piézométriques en fonction du niveau de la retenue (avant travaux de

drainage et en 2015 – Profil 3 ............................................................................. 53Figure 1-26 : Evolution des niveaux piézométriques de 2011 à 2016 – Profil 4 .......................... 54Figure 1-28 : Evolution des niveaux piézométriques (au droit de PZ60) ..................................... 55Figure 1-28 : Evolution des niveaux piézométriques (au droit de PZ70) ..................................... 55Figure 1-28 : Evolution des niveaux piézométriques dans la maçonnerie (au droit de PZ85) ...... 56Figure 1-28 : Evolution des niveaux piézométriques dans la maçonnerie (au droit de PZ75) ...... 56Figure 1-28 : Evolution des niveaux piézométriques dans la maçonnerie (au droit de PZ65) ...... 56Figure 1-28 : Evolution des niveaux piézométriques dans la maçonnerie (au droit de PZ55) ...... 57Figure 2-1 : Plan d’implantation des conduties SAVCO 2006 ..................................................... 61Figure 2-2 : Photographie du parement amont, des conduites de vidange et de prise d’eau ....... 61



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TABLE DES PHOTOGRAPHIES

Photographie 1 : Barrage de Dardennes vu depuis le pied aval ................................................... 7Photographies 2 et 3 : à gauche, vue du raccord du masque avec le barrage / à droite, vue versle barrage .................................................................................................................................. 8Photographies 4 et 5 : à gauche, vue vers la rive gauche, depuis le barrage / à droite, vue vers larive gauche depuis le puits Paul .................................................................................................. 8Photographies 6 et 7 : à gauche, seuil déversant / à droite, chenal aval.................................... 11Photographie 8 : restitution : canal à forte pente – marches taillées dans la roche .................... 11Photographies 9 et 10 : coursier rapide (EVC secondaire), vu depuis le chenal principal àgauche et depuis le pied aval du barrage à droite (partie couverte) ........................................... 11Photographies 11 et 12 : fenêtres du coursier rapide, vue depuis le chenal principal à gauche etdepuis le coursier rapide à droite ............................................................................................... 12Photographies 13 et 14 : dispositifs de commande des vannes en crête du barrage et reniflard . 16Photographie 15 : Usine de traitement de l’eau ......................................................................... 17Photographie 16 : Chenal d’évacuation des vidanges et de l’EVC secondaire aujourd’hui couvert ................................................................................................................................................. 18Photographie 16 : Exutoire vu depuis l’aval – Pont romain......................................................... 19Photographie 17 : Tunnel de dérivation ..................................................................................... 22Photographie 18 : Enlèvement des déblais de l’éboulement de rive gauche............................... 23Photographie 19 : fouille blindée pour l’about du masque et du barrage .................................... 24Photographies 20 et 21 : le parapet échancré (2000) et enlevé (2012) ...................................... 30

TABLE DES TABLEAUX

Tableau 1-1 : Caractéristiques mécaniques de la fondation d’après les résultats des campagnesrécentes .................................................................................................................................... 35Tableau 1-2 : Résultats des essais de laboratoire – Maçonnerie - 2009 ..................................... 37Tableau 1-2 : Résultats des essais de laboratoire – Maçonnerie - 2013 ..................................... 37Tableau 1-3 : Fréquence des mesures ...................................................................................... 44Tableau 1-4 : Valeurs moyennes des débits à retenue normale ................................................. 48Tableau 1-5 : Etape de la première mise en eau du barrage de Dardennes ............................... 58


P.003560 RP 14 31/03/2017 SDL/OHA 5/62 RESTREINT

Préambule :

Les levés topographiques récents réalisés sur l’ouvrage ont permis deconstater que :

contrairement aux données historiques sur l’ouvrage, employéesfréquemment, la crête du barrage ne se situe pas 2 m au-dessus de laretenue normale, mais plutôt 1,85 m,

Les cotes utilisées depuis la construction du barrage, notamment la cote duseuil (123) et l’altitude de la crête (125) présentent des différences parrapport au système NGF.

Dans la suite du document, un travail d’harmonisation a été réalisé. On parleradésormais en cote NGF, en retenant les valeurs suivantes :

Cote du seuil : 123,30 NGF

Altitude de la Retenue Normale : 123,30 NGF

Altitude de la crête du barrage : 125,15 NGF.



1. MEMOIRE DESCRIPTIF, EXPLICATIF ETJUSTIFICATIF

1.1. Description et fonctionnement des ouvrages.Historique de leur construction et desmodifications apportées ultérieurement

1.1.1. Description et fonctionnement des ouvrages

1.1.1.1. BARRAGE

Le barrage est un barrage de type poids en maçonnerie, légèrement arqué.

La faible courbure du barrage n’entre pas en compte dans la stabilité del’ouvrage : les concepteurs du barrage ne recherchaient pas un effet voûte, maissouhaitaient simplement que les éventuelles fissures amont se referment sousl’effet de la poussée de l’eau.

Le fruit total de l’ouvrage est de 0,84 H / 1 V (0,19 H / 1 V pour le parementamont et 0,65 H / 1 V pour le parement aval).

Le corps du barrage est constitué de moellons calcaires, extraits d’une carrièresituée quelques centaines de mètres en amont, liaisonnés par un mortier dechaux hydraulique.

Un enduit d’étanchéité a été soigneusement appliqué sur le parement amont,après curage des joints de la maçonnerie ; cet enduit a été réalisé en appliquantdeux couches de mortier de ciment de couleur grise (épaisseur de 3 à 6 cm),puis deux couches d’enduits bitumineux (Coaltar), et enfin une couche de lait dechaux pour blanchir le parement.

Le barrage est fondé en rive droite sur les calcaires urgoniens à la limite desmarnes néocomiennes qui constituent le fond étanche de la cuvette naturelle.En rive gauche, un ouvrage spécial, « le masque » a dû être réalisé pourtraverser les éboulis anciens qui surmontent les marnes aptiennes, elles-mêmessituées au-dessus des calcaires.



Photographie 1 : Barrage de Dardennes vu depuis le pied aval

1.1.1.2. MASQUE RIVE GAUCHE

La rive gauche du barrage est recouverte par une zone d’éboulis. Pendant laréalisation des fouilles du barrage, des études spécifiques furent entreprisespour reconnaitre la zone d’éboulis. Trois sondages (A, B et C’) et une galerie (B)furent réalisés sur le plateau des Camps et descendus jusqu’à la roche aptiennesous-jacente. La nature des terrains rencontrés dans la zone d’éboulis (alluvionsrécentes, blocs erratiques épars, présence de vides) imposa de réaliser unouvrage pour empêcher le contournement du barrage par les eaux à travers larive gauche.

Le masque n’avait pas pour vocation d’être un ouvrage complètement étanche,mais un écran très légèrement perméable, destiné à empêcher le plateau desCamps d’être traversé de part en part.

Le masque est un monolithe composé de mortier de chaux maritime comprimé,établi en travers du plateau des Camps. D’une longueur totale de 175 m, sonépaisseur est de 2,1 m, et il est ancré dans les marnes aptiennesimperméables. Le couronnement du masque varie de 123 m NGF au droit duraccordement avec le barrage, puis décroît par paliers de 25 cm tous les 50 m.

Côté barrage, le masque est prolongé par un mur de 15 m de longueur et d’uneépaisseur de 2,38 m. Il est comme le masque, évidé par 6 puits de 0,75 m dediamètre équipé en partie basse d’un collecteur en fonte, et communicant avecles autres puits. Ce mur est accolé à l’amont de l’extrémité rive gauche dubarrage, constituée par un profil à gradins. Un remblai argileux-sablo, mis enplace côté retenue complète le dispositif.

Le puits central dit « Paul » est établi au-dessus de la conduite du Ragas, où ildébouche librement, via une cheminée maçonnée d’un mètre de diamètre.Toutes les eaux d’infiltration collectées par le masque transitent dans la galeriedu Ragas jusqu’à son exutoire aval, où elles sont mesurées.



L’entretien des puits est assuré par un curage (curage manuel + hydrocurage)réalisé tous les 4 ans. Une grande quantité de calcaire a été retiré des puits etdes conduites, plus particulièrement entre le barrage et le puits Paul, où desbouchons de calcaire empêchaient la circulation de l’eau. Un curage plusfréquent (tous les 2 ans) de cette zone est préconisé dans le dernier compte-rendu de curage, ainsi qu’un contrôle régulier du niveau des puits pour éviterleur mise en charge éventuelle.

Photographies 2 et 3 : à gauche, vue du raccord du masque avec le barrage / àdroite, vue vers le barrage

Photographies 4 et 5 : à gauche, vue vers la rive gauche, depuis le barrage / àdroite, vue vers la rive gauche depuis le puits Paul



1.1.1.3. FOSSE DE COLATURE

Pour empêcher la pollution de la retenue par les eaux superficielles etn’emmagasiner que des eaux de source, un fossé de colature a été réalisé enpériphérie de retenue.

Ce fossé traverse le barrage sur la rive gauche dans un fossé maçonné desection trapézoïdale et rejoint le lit de la rivière par un rapide maçonné. Sur larive droite, il débouche librement au niveau de l’extrémité amont de l’évacuateurde crues.

1.1.1.4. TUNNEL DU RAGAS

La Compagnie Générale des Eaux entreprend dès 1882 l’adduction des eaux dela source du Ragas pour alimenter en eau la ville de Toulon.

Le tunnel du Ragas, de 897 m de longueur, traverse le massif montagneuxconstituant la rive gauche du barrage. Il est sub-horizontal (cote amont :91,713 m NGF, cote aval 90,218 m NGF) ; sa section est formée d’une voûte enplein cintre de 2 m d’ouverture reposant sur des piédroits d’un mètre de hauteur.

A son extrémité amont, la communication entre le gouffre et le tunnel estassurée par deux canalisations de 200 mm de diamètre, chacune munie d’unrobinet, qui convergent en une seule canalisation de 300 mm, contrôlée par unevanne 300 mm manœuvrable à distance, et débouchant dans le tunnel.

A 300 m de son extrémité aval, le tunnel communique avec une galerie latéraledébouchant dans la vallée, et aujourd’hui noyée dans la retenue du barrage,depuis laquelle était manœuvrée à l’origine la vanne amont.

L’extrémité du tunnel débouche dans le Las, environ 200 m en aval rive gauchedu barrage.

A la mise en eau de la retenue, la galerie a été noyée. Pour pouvoir continuer àutiliser directement l’eau de la source, une conduite en fonte de 500 mm dediamètre a donc été posée depuis la prise amont jusqu’au débouché aval de lagalerie. Ces travaux ont été exécutés entre le 21 mars et le 21 mai 1910.

Parallèlement, un bouchon en maçonnerie de 10 m d’épaisseur a été créé dansle souterrain, à 193 m de la tête aval afin d’éviter que les eaux de retenue nes’échappent par ce tunnel. Suite à d’importantes fuites lors de la mise en eaupartielle de la retenue, un second bouchon de 5,75 m d’épaisseur a été installé73 m en aval, au droit du masque de rive gauche.

Des travaux sont effectués en 1995-1996 en aval du bouchon : mise en placed’une vanne papillon de sectionnement supplémentaire en aval du bouchonpour protéger la conduite, remplacement de la conduite en aval, coulage d’uneprotection de béton autour de la portion amont de la conduite jusqu’auxanciennes vannes (avec une réservation 600 pour récupérer le débit de fuitedu Puits Paul).



En aval de la galerie, un système de vanne permet soit de décharger les eauxdirectement dans le Las (vanne de vidange, actuellement maintenue fermée),soit de les dériver dans une conduite (vanne de prise toujours ouverte) quirejoint le barrage, et se raccorde à la conduite de prise du barrage juste avantson entrée dans l’usine. Une vanne en amont de cette jonction permet de choisirla source d’alimentation de l’usine : soit via la conduite de prise depuis lebarrage (cas le plus courant), soit via la conduite du Ragas (encore utiliséeponctuellement aujourd’hui – environ 1 à 2 fois par an - par exemple en cas devidange du barrage, ou lorsque les eaux de la retenue sont de moins bonnequalité).

1.1.1.5. EVACUATEUR DE CRUES

1.1.1.5.1. Configuration actuelleLe barrage est équipé en rive droite d’un évacuateur de crues constitué d’unseuil déversant latéral. Le débit est ensuite acheminé vers l’aval par un coursierpassant sous la crête du barrage, puis cheminant le long de la rive (évacuateurprincipal). A l’aval du passage sous le barrage, un seuil latéral suivi d’uncoursier rapide se jetant sous l’usine (évacuateur secondaire) permet de dériverune partie du débit évacué.

Le déversoir latéral en rive droite, long de 104,4 m, est calé à la cote123,30 m NGF. Le débit évacué transite dans un canal trapézoïdal large de 4 met penté à 1,6%. Ce coursier maçonné franchit la crête du barrage à sonextrémité rive droite via deux ouvertures, respectivement de 3,90 m de large(RG) et 3, 20 m de large (RD), séparées par une pile.

Le chenal originel de l’évacuateur à faible pente, long de 185 m, suit le sentiertouristique en rive droite sur une centaine de mètres (le sentier le traverse parune passerelle 50 m en aval du coursier rapide) et débouche sur le lit du Las parun canal à très forte pente, constitué de marches taillées dans la roche, enpassant sous la route du Colombier.

L’évacuateur secondaire est en prise sur le chenal maçonné par un seuil situéen rive gauche de ce dernier, et se poursuit par un coursier rapide à très fortepente qui plonge vers le pied du barrage. L’exutoire du coursier rejoint, sousl’usine AEP, le chenal de fuite des conduites de vidange et de prise. Le seuilcomprend 10 passes d’environ 1,45 m de largeur (les deux passes auxextrémités sont légèrement plus larges : 1,65 m environ), avec deux niveaux deseuils différents : 120,45 m NGF environ pour les 5 passes de rive gauche, et120,65 m NGF environ pour celles de rive droite (vraisemblablementréhaussés).

De nombreux travaux ont été réalisés sur cet ouvrage (allongement,déplacement du seuil, reprofilage,…). Ces derniers sont présentés au 1.1.3.4.



Photographies 6 et 7 : à gauche, seuil déversant / à droite, chenal aval

Photographie 8 : restitution : canal à forte pente – marches taillées dans laroche

Photographies 9 et 10 : coursier rapide (EVC secondaire), vu depuis le chenalprincipal à gauche et depuis le pied aval du barrage à droite (partie couverte)



Photographies 11 et 12 : fenêtres du coursier rapide, vue depuis le chenalprincipal à gauche et depuis le coursier rapide à droite

1.1.1.5.2. Fonctionnement et débitance de l’ouvrage

1.1.1.5.2.1. Calculs numériquesLes calculs numériques de capacité de l’évacuateur de crues existant ont étéréalisés par le CEMAGREF après les travaux d’allongement de 1985 avec unerépartition des débits comme suit :

jusqu’à 10 m³/s, tout le débit s’évacue par le chenal originel,

les débits sont ensuite répartis entre les deux coursiers, le chenal d’origineacheminant toujours un débit plus important,

Le débit maximal évacué sous la cote de la crête (125 m – référentielbarrage) est de 116 m³/s, se répartissant comme suit :

- 73 m³/s passent par le chenal d’origine. La ligne d’eau est proche dusommet des bajoyers, des débordements se produisent sur les premiersmètres après le déversoir à passes et à l’extrémité aval du chenalmaçonné à faible pente, en raison de la formation de ressauts ;

- 43 m³/s passent par le coursier rapide. L’écoulement atteint le niveau dusommet de la poutre du déversoir complémentaire, ensuite la ligne d’eaureste sous les bajoyers du coursier couvert. Le chenal se met en chargedans la zone à faible pente, sous l’usine.

La loi hauteur/débit actuelle de l’évacuateur de crues est donnée sur la figure ci-dessous. La débitance actuelle du déversoir est représentée par la courberouge (la courbe verte correspond à la débitance avant les travaux de 1985).Au-delà de la cote 125 m (crête du barrage dans le référentiel barrage), desdéversements se produisent sur toute la longueur du couronnement.



Figure 1-1 : Capacité de l’évacuateur de crues après les travaux de 1964 (vert)et ceux de 1985 (rouge)

La courbe ci-dessus doit être en réalité décalée de 30 cm pour tenir compted’une cote de seuil mesurée à 123,30 NGF d’après les derniers levéstopographiques, contre 123,06 NGF pris en compte dans les calculs.

Le débit calculé pour la cote de 125,15 NGF serait alors ramené à 111 m3/s.

1.1.1.5.2.2. Vérification de la capacité de l’évacuateur de crues actuelle par modèlephysique

Un modèle réduit de l’évacuateur de crues du barrage de Dardennes dans sonétat actuel a été réalisé par la Société Du Canal de Provence afin de valider lacapacité d’évacuation de l’ouvrage.

Un modèle physique a été réalisé à l’échelle 1/30ème comprenant les ouvragessuivants:

la « boîte » (longueur = 3,6 m) alimentée par son seuil latéral, avec uneébauche de la bathymétrie de la retenue,

le canal de fuite (longueur ~ 6 m), avec le déversoir latéral à fenêtres situéau départ de l’évacuateur secondaire,

le coursier en marches d’escalier (longueur = 1,7 m),

un tronçon de rivière (longueur ~ 3 mètres).

Les principales conclusions du rapport sont reprises ci-dessous.

Les essais réalisés sur le modèle réduit de l’évacuateur de crues du barrage deDardennes ont permis d’évaluer sa capacité à environ 109 m3/s pour une coted’eau amont de 125,15 NGF.



Figure 1-2 : Capacité de l’évacuateur de crues selon les résultats du modèlephysique

Pour les débits élevés (à partir de 70-80 m3/s), le pont constitue une section decontrôle qui limite la débitance du déversoir latéral à l’amont. Deux raisons sontà invoquer :

la section du pont qui fait office de verrou,

la présence d’un mur dans le prolongement de la culée gauche à l’amont,qui crée des turbulences et des pertes de charge.

1.1.1.6. PRISE D’EAU ET VIDANGES DE FOND

Le barrage est traversé à sa base par trois conduites en fonte calées au mêmeniveau (92,10 m à l’amont et 91,4 m à l’aval).

La conduite située en rive gauche est la conduite de prise, qui constitue à la foisun ouvrage de restitution pour l’alimentation aval, mais également un ouvragede sécurité qui peut participer à la vidange de la retenue. Un piquage,vraisemblablement en diamètre 400 mm (d’après les plans SAVCO 2006), sur laconduite de prise permet d’alimenter une micro-centrale située au pied del’ouvrage. Le débit nominal d’équipement de la prise d’eau est de 500 l/s(1 800 m3/h).

Les deux autres conduites sont les vidanges. Leur fonction est de pouvoirvidanger rapidement la retenue en cas de problème. La capacité actuelle dechacune des conduites est aujourd’hui d’environ 5,7 m3/s sous la cote maximalede retenue. Le temps de vidange de la retenue avec une seule vidange estd’environ 3 jours.

Plusieurs aménagements ont été réalisés sur ces conduites depuis laconstruction du barrage (cf. 1.1.3.6). Aujourd’hui, la configuration des conduitesest la suivante :



Protection et vanne amont

Prise d’eau :

L’ouvrage de prise est constitué par une conduite en acier 600 parallèle auparement amont, inclinée pour suivre la pente du talus rive droite. Cetteconduite est équipée d’une crépine de prise haute (calée à 103,90 m NGF) etd’une crépine de prise basse. Seule la crépine haute est utilisée pour lesprélèvements d’eau. Elle se termine par un coude à 90° raccordé à la conduite

800 qui traverse le barrage.

La vanne amont, de type papillon, est située en amont du coude. Elle estmanœuvrée par un vérin hydraulique immergé, dont la commande est située encrête du barrage.

Un tube reniflard amène de l’air à l’aval de la vanne papillon depuis lecouronnement du barrage.

Vidanges :

L’entrée des pertuis est protégée par une grille. Cette grille est dimensionnéepour résister à la pression hydrostatique totale en cas de colmatage complet.

Une vanne de garde amont murale protège la conduite. Il s’agit d’une vanneplate à glissière de 800 mm x 800 mm, manœuvrée depuis le couronnement dubarrage avec une armoire de commande, au moyen d’un vérin hydrauliqueimmergé. L’huile sous-pression d’alimentation des vérins de manœuvre estfournie par une centrale hydraulique située dans un abri sur le couronnement dubarrage. Les flexibles reliant le vérin et la centrale circulent sur le parementamont. Les positions ouverte et fermée des vannes sont détectées au moyen defin de course.

La vanne de garde assure les fonctions suivantes :

Obturation de la conduite de vidange

Ouverture et fermeture possible sous charge et débit maximum.

La charge d’eau maximale de manœuvre est de 30,50 m Ce. Le temps demanœuvre à l’ouverture et à la fermeture est d’environ 3 mn.

Un tube reniflard de 300 mm de diamètre amène de l’air à l’aval de la vanne degarde depuis le couronnement du barrage.



Photographies 13 et 14 : dispositifs de commande des vannes en crête dubarrage et reniflard

Traversée du barrage

La configuration détaillée ci-après est identique pour les trois conduites.

Un premier tronçon en fonte, d’origine, de diamètre 800 mm et d’une longueurde 30 m environ, traverse le barrage. Ce tronçon a été chemisé en 2007 aumoyen d’une conduite en acier inoxydable 700. L’espace annulaire entre laconduite fonte et le chemisage en acier inoxydable est drainé, avec collecte etjaugeage des fuites. Les débits de fuites sont ramenés dans un puits situé aucentre de la plate-forme aval, puis renvoyés par pompage.

Plate-forme aval

A l’aval du barrage, les trois conduites traversent une risberme en maçonnerie,puis trois redans également en maçonnerie, et débouchaient à l’originedirectement dans un chenal à ciel ouvert délimité par deux murs latéraux enmaçonnerie.

Aujourd’hui, une portion de conduite, enterrée sous la plate-forme aval à uneprofondeur de 2 m environ, relie le barrage et la chambre des vannes. Cetteportion de conduite, en fonte, de diamètre 700 m, a une longueur de 25 menviron ; elle a été déposée lors des travaux de rénovation 2007, puis remise enplace, après vérification de son épaisseur.

Vanne aval et chambre des vannes

Une vanne de réglage aval, de type guillotine (de diamètre utile 800 mm),équipe la partie aval de chacune des conduites (conduite de prise et 2 conduitesde vidange).

Manœuvrée par un servomoteur électrique (à l’origine, les conduites étaientéquipées de vannes papillon à manœuvre manuelle), elle est égalementéquipée d’un volant de manœuvre manuel débrayable avec sécurité (en cas demanœuvre électrique simultanée). L’organe de manœuvre est muni d’undispositif de fins de course, et d’un indicateur de la position de la vanne.



Les vannes aval sont abritées dans une chambre des vannes, construite en2007 et accolée à l’usine de traitement.

La conduite de prise part à angle droit juste en amont de la vanne aval. Elle estrejointe en aval par la dérivation de la micro-centrale. Des vannes équipent lesdeux conduites en amont de la jonction ; ce sont elles qui sont manœuvréesselon que le débit en provenance du barrage est turbiné ou non : si la micro-centrale est utilisée, la vanne sur la conduite en provenance du barrage estfermée ; si elle n’est pas utilisée, la vanne sur la dérivation est fermée et l’eauarrive directement du barrage. La conduite de prise rejoint ensuite l’usine.

Après la chambre des vannes, les trois conduites débouchent dans le canal defuite aval, aujourd’hui situé sous l’usine.

1.1.1.7. USINE AVAL

Suite à des dégradations récurrentes de la qualité d’eau, la stérilisation deseaux de Dardennes est confiée à la Compagnie Générale de l’Ozone, quiconstruit une première usine au pied du barrage en 1924. La désinfection se faitpar ozone et par l’ajout de l’eau de javel (« verdunisation »).

L’usine de potabilisation actuelle est construite en 1973-1974, à l’aval immédiatdu barrage. Sa construction modifie sensiblement la géométrie de la partie avaldu barrage, notamment la sortie de l’évacuateur de crue et des vidanges.

L’usine actuelle est dimensionnée pour un débit nominal de 500 l/s (1 800 m3/h).Elle produit environ 7 hm3 par an, ce qui assure l’alimentation de 350 000habitants.

L’usine peut également être alimentée directement par la galerie du Ragas, viaune conduite qui relie l’extrémité aval de la galerie à l’usine, ce qui permetd’assurer une production minimale de l’usine en cas d’indisponibilité de laretenue (vidange ou mauvaise qualité des eaux).

Photographie 15 : Usine de traitement de l’eau



1.1.1.8. PIED AVAL DE L’OUVRAGE

A l’occasion de la création de l’usine de traitement, un remblai a été mis enplace entre le pied aval du barrage et l’usine, à la cote 95 m NGF environ.

Ce remblai masque les redans en maçonnerie situés au pied du barrage, ainsique les conduites de vidange et de prise, et les piquages permettant d’alimenterla micro-centrale construite au pied aval du barrage en rive gauche.

1.1.1.9. RESTITUTION DE L’EVACUATEUR DE CRUES ET DES VIDANGES

Le coursier de l’évacuateur de crues secondaire, construit en 1964, était àl’origine à ciel ouvert et débouchait juste en aval de l’exutoire des conduites devidange, dans un chenal également à ciel ouvert qui amenait ensuite les eauxjusqu’au Las.

L’usine de traitement, implantée juste en aval du barrage, est construite au-dessus du chenal des vidanges, qui se retrouve donc aujourd’hui couvert, ainsique l’exutoire de l’évacuateur de crues secondaire.

De nombreux piliers soutiennent le plancher de l’usine et encombrent le chenal,qui est jonché de blocs rocheux (vraisemblablement mis en place pour dissiperl’énergie des vidanges et de l’évacuateur). La partie couverte se prolonge sousla route qui passe devant l’usine, et débouche par deux ouvertures cintréesjuste en amont du pont romain.

De plus, pour protéger l’usine de traitement située juste en-dessous, la quasi-totalité du coursier rapide de l’évacuateur est couverte.

Photographie 16 : Chenal d’évacuation des vidanges et de l’EVC secondaireaujourd’hui couvert



Photographie 17 : Exutoire vu depuis l’aval – Pont romain

1.1.1.10. MICRO-CENTRALE

Peu de données sont disponibles concernant la micro-centrale, construitevraisemblablement en même temps que l’usine aval. En particulier, aucun plann’a pu être retrouvé.

L’énergie de l’eau brute prélevée dans la retenue pour l’alimentation en eau estexploitée par la micro-centrale avant qu’elle n’arrive dans l’usine, au moyen d’unpiquage sur la conduite de prise. L’électricité produite est utilisée pour lefonctionnement de l’usine AEP.

La micro-centrale est utilisée pour des cotes de plan d’eau comprises entre 112et 123,30 m NGF ; la totalité du débit prélevé (débit moyen : 400-450 l/s) estalors turbinée par la micro-centrale. En-dessous de la cote de retenue 112 mNGF, la hauteur de chute ne permet plus la production d’énergie : l’eau prélevéeest alors envoyée directement dans l’usine AEP, sans passer par la micro-centrale.

La micro-centrale est installée à l’aval immédiat du barrage, en rive gauche.

1.1.2. Historique de la construction des ouvragesLes données concernant la construction de l’ouvrage proviennentmajoritairement de l’article publié en 1914 aux Annales des Ponts et Chausséespar les ingénieurs M.M BOUTAN, VEILHAN et MERCIER.



1.1.2.1. GENESE DU PROJET DE CONSTRUCTION DU BARRAGE

La création d’une retenue dans la haute vallée du Las est envisagée dès 1857par la Compagnie Générale des Eaux, alors propriétaire des aquifères de lacommune de Toulon et concessionnaire de la distribution de l’eau.

L’alimentation en eau de la ville est à cette époque assurée par les eaux de lanappe souterraine, via le tunnel du Ragas, construit par la Société d’Exploitationdu Ragas entre 1882 et 1886.

Des campagnes de sondages sont réalisées en 1885 et 1886 et un avant-projetdétaillé remis en 1887. Mais la ville de Toulon refuse la création d’un barrage :« la ville ne saurait accepter les conséquences de la pression de la grandemasse d’eau contenue dans le bassin ».

Suite à l’accroissement des besoins en eau de Toulon, ville de 100 000habitants et du port militaire, les ressources en eau disponibles deviennentinsuffisantes. La rivière du Las est généralement à sec de juin à septembre. Unetentative pour augmenter le débit du gouffre du Ragas est effectuée enobstruant l’orifice d’autres exutoires, comme la petite et la grande Foux ; cettetentative échoue, les eaux trouvant de nouveaux cheminements.

La construction d’un barrage sur le haut lit du Las permettrait d’emmagasiner lesexcédents de la source vauclusienne du Ragas, dont les débits sont trèsvariables et peuvent être très importants, et de les restituer pour sécuriserl’alimentation de Toulon lorsque la consommation augmente ou quel’écoulement de la source devient insuffisant.

La construction du barrage est finalement décidée, et le projet est déclaréd’utilité publique le 2 février 1909 et la construction du barrage autorisée pararrêté préfectoral du 19 juillet 1909. La construction du barrage et celle dumasque en rive gauche sont confiées à l’entreprise de MM Icard et Champion(marchés signés respectivement le 17 juin 1909 et le 18 mars 1910).

La vallée de Dardennes en amont du barrage, de direction générale nord-sud,puis nord-est sud-ouest, est dominée au nord par un vaste plateau constitué decalcaires urgoniens fissurés. Le sol de la vallée est également formé de terrainscrétacés. Au droit de l’ancien moulin du Colombier, une grande faille, dite failled’aval, barre la vallée d’est en ouest, et met en contact les terrains du crétacéavec des formations jurassiques.

La position du barrage a donc été imposée par la géologie : plus en amont,l’ouvrage aurait été certainement contourné, et plus en aval, la topographies’élargit et l’ouvrage aurait été inutilement coûteux (d’après les besoins en eauxestimés à l’époque)

1.1.2.2. DESCRIPTIF DES TRAVAUX DE CONSTRUCTION

1.1.2.2.1. Installations de chantier et matériauxPour faciliter les accès et l’acheminement des matériaux de la carrière, lesinstallations de chantier (ateliers et magasins) sont implantées sur le haut de larive droite du barrage.

Le chantier a employé au maximum 300 ouvriers, logés majoritairement dans levillage du Revest et dans un baraquement installé au pied aval du barrage.



Les moellons, constitués de calcaire urgonien, sont extraits d’une carrière situéeen rive droite, dans le massif du Ragas, à 500 m environ en amont desinstallations de chantier. Les moellons obtenus sont généralement beaux etsains. Toutefois, la découverte de nombreuses poches d’argiles a entravéquelque peu le fonctionnement régulier de l’exploitation (surtout après lespériodes de pluie).

Une voie ferrée à faible pente permet d’acheminer les matériaux jusqu’auchantier. Les moellons sont ensuite descendus sur le chantier du barrage aumoyen de wagons poussés sur un plan incliné. Le sable est obtenu par broyagedes moellons dans un atelier de concassage. Des malaxeurs permettent lafabrication du mortier.

Ce dernier est régulièrement contrôlé : des échantillons de mortier, prélevésjournellement tout au long du chantier, permettent la fabrication de briquettesd’essais.

Des installations complémentaires spécifiques sont mises en place pour laréalisation du masque de rive gauche, notamment un transporteur aérienpermettant d’acheminer le mortier fabriqué en rive droite jusqu’à la rive gauche.

Figure 1-3 : Installations de chantier

1.1.2.2.2. Dérivation de la rivièreLa dérivation des eaux de la rivière durant le chantier est réalisée au moyend’un batardeau amont en maçonnerie de 6,70 m de haut (cote de crête97,50 m NGF), et d’un tunnel creusé dans la rive droite, de 38 m de longueur et9 m2 de section. Les eaux sont ensuite restituées à la rivière via un canal, enaval d’un second batardeau de 2 m de hauteur. Un système de collecte et depompage permet de maintenir la fouille au sec.



Ces travaux de dérivation, entrepris dès juillet 1909, ont été par deux foiscompromis par les crues de la rivière, dont les deux plus importantes se sontproduites le 12 septembre et le 1er novembre 1909. Les travaux de dérivationont finalement été terminés vers la fin du mois de décembre 1909.

Le tunnel de dérivation a ensuite été obturé par un bouclier en maçonnerie audroit du parement amont (janvier 1911) puis par remplissage en maçonneriejusqu’au parement aval (septembre 1911), l’écoulement des eaux étant à partirde cette date assuré par les 3 conduites en pied de barrage.

Photographie 18 : Tunnel de dérivation

1.1.2.2.3. TerrassementsLes terrassements du barrage (26 000 m3 environ) n’ont apparemment pasprésenté de difficultés particulières, sauf en rive gauche, où une grandetranchée, d’une profondeur allant jusqu’à 24 m, a été ouverte dans les éboulispour atteindre le terrain sain. D’importants éboulements s’y sont produits à lasuite des pluies de l’automne 1910 et du printemps 1911.



Photographie 19 : Enlèvement des déblais de l’éboulement de rive gauche

1.1.2.2.4. EpuisementsAfin de maintenir parfaitement à sec l’emplacement même des maçonnerie defondation du barrage, les infiltrations venant de la partie amont de la fouillleétaient collectées et conduites dans un puisard au moyen d’une conduite enfonte PN établie en rive droite. L’eau collectée dans le puisard était évacuée parpompage.

Lorsque l’avancement de la maçonnerie n’a plus permis le maintien de cetteconduite, ces infiltrations ont été collectées dans un puisard d’où elles étaientrelevées et déversées en amont du batardeau, au moyen d’une moto-pompe.

Les épuisements par machines ont dû fonctionner jusqu’au mois de juillet 1910,c’est-à-dire jusqu’au moment où les maçonneries du barrage ayant atteint lacote 93 environ, une des trois conduites posées dans l’épaisseur du barrage àla cote 92 sur le parement amont et 91,40 sur le parement aval, a pu êtreutilisée pour l’écoulement des eaux d’infiltration venant de l’amont de la fouille.

1.1.2.2.5. Déviation du chemin vicinal

L’exécution des travaux a nécessité de dévier un certain nombre de cheminsexistants et notamment le chemin vicinal n°2, situé sur la rive droite de la rivière,sur toute la longueur de la fouille du barrage.



Ce chemin a tout d’abord été dévié provisoirement, mais sa déviation définitive,en dehors de la retenue créée par le barrage, a été retardée, de sorte que lamaçonnerie du barrage, sur l’emplacement même de cette déviation provisoiren’a pu être exécutée en même temps que la maçonnerie voisine et qu’unebrèche a dû être laissée au milieu de l’ouvrage.

Cette brèche de 8,50 m de hauteur (entre les cotes 99 et 107,50 m NGF) aconstitué un point faible dans la maçonnerie du barrage, à cause desirrégularités de tassement et de l’impossibilité de raccorder d’une façon parfaitela maçonnerie de remplissage avec les parois latérale de la brèche.

1.1.2.2.6. Préparation du sol de fondationLe remplissage des fissures que présentait le sol de fondation dans le thalweg aété commencé à la date du 12 avril 1910 et s’est continué jusqu’au 28 maisuivant, mais la maçonnerie proprement dite du barrage a pu être commencédès le 21 avril.

A partir du 8 juin, la préparation du sol de fondation, avant l’exécution durocaillage au mortier de chaux maritime, a été faite au moyen d’injection deciment à prise lente, sous une pression de 3 à 4 kilogrammes.

1.1.2.2.7. Masque rive gaucheLes terrassements de la tranchée du masque de rive gauche furent lents etdélicats, dans des terrains très hétérogènes qui s’éboulaient facilement. Lesterrains étaient tenus au moyen d’une fouille blindée, et la tranchée de 2,10 mde largeur fut remplie par un mortier de chaux maritime. Le masque fut réaliséen deux parties : creusement de la portion la plus proche du barrage jusqu’aurocher achevé en janvier 1911 et début de remplissage en mars 1911, puisachèvement du creusement de la seconde partie en juin 1911, et achèvementdu remplissage du masque le 30 octobre 1911. Les travaux complets dumasque (y compris le raccordement au barrage) furent achevés le 5 août 1912.

Photographie 20 : fouille blindée pour l’about du masque et du barrage



1.1.2.2.8. Mise en eauCompte-tenu de la nature des terrains de fondation, les essais de remplissagesuccessifs de la retenue ont été soigneusement programmés et suivis, mais ilsétaient tributaires des débits irréguliers du Ragas. Un premier essai, entrepris finmars 1911 jusqu’à la cote 110,50 m NGF (juin), donne des résultatssatisfaisants. Un deuxième essai est réalisé en mars 1912, alors que le barrageest achevé (seul le couronnement reste à poser) : les fuites restent acceptablesjusqu’à la cote 114 m NGF, puis augmentent anormalement. La retenue estvidée, et des travaux d’étanchement aux pieds amont et aval du barrage et dansla zone du masque, sont entrepris.

Un troisième essai est réalisé en juin 1912 jusqu’à la cote 120,50 m NGF. Lesfuites ont diminué, mais restent importantes. Une nouvelle série d’injections enrive droite du barrage est réalisée à l’automne.

Le remplissage définitif de la retenue s’effectue dans la nuit du 31 mars au 1er

avril 1913, suite à d’importantes précipitations, qui provoquent dans les jours quisuivent un déversement estimé à 100 m3/s : la cote de retenue atteint124 m NGF. Le comportement du barrage s’avère parfaitement satisfaisant, etles pertes sont acceptables.

1.1.2.2.9. Photographies de la construction du barrage



rive droite (installations de chantier et plan incliné) barrage vu de l’amont - pertuis de vidanges de fond et de prise d’eau pied aval du barrage – pertuis de vidanges de fond et de prise d’eau

vue depuis la rive droite vue du parement aval vue d’ensemble de l’aménagement



1.1.3. Modifications apportées ultérieurement sur l’ouvrageLes modifications apportées ultérieurement sur l’ouvrage sont listées ci-après enfonction des ouvrages concernés.

1.1.3.1. CAMPAGNES D’INJECTIONS :

Plusieurs campagnes d’injections ont été entreprises au cours de la vie del’ouvrage, pour remédier aux venues d’eau et aux sous-pressions observées.De très grandes quantités de coulis ont été injectées dans le corps du barrageet en fondation.

1965/1966 : Suite à des inquiétudes de l’administration, qui a constaté destraces de calcite et une accentuation des fuites en rive droite lors de la premièrevidange complète de la retenue en décembre 1964, une première campagned’injection de la maçonnerie est réalisée en 1965 par Solétanche, sur lesrecommandations d’A. Mayer.

La synthèse de ces travaux réalisée par le Patouh indique que la campagned’injection a concerné 70 forages d’injections verticaux, réalisés depuis la crête,pour conforter la maçonnerie (578 t de coulis dans la maçonnerie) et la partiesupérieure de la fondation (307 t dans les couches supérieures du rocher defondation).

Les carottages ont été prolongés d’une dizaine de mètres dans le rocher, sauf audroit des trois conduites, laissant donc une zone non traitée. Ils confirment que lebarrage est bien fondé sur le rocher, même en rive gauche.

Les documents relatifs aux injections ne sont pas disponibles, seule la synthèse deSOGREAH réalisée en 1977 et certains schémas de principe réalisés parSOLETANCHE en 1965 ont pu être consultés.

Figure 1-4 : Elévation aval du rideau d’injection



1978 : Des injections ponctuelles sont réalisées pour réduire le débit de fuiteen rive droite, en particulier au droit du passage de l’ancien chemin vicinal. Unsondage carotté S1 est réalisé depuis la crête à travers la maçonnerie jusqu’aurocher puis injecté (11,4 m3 de coulis sont injectés dans la fondation et 54,82 m3

dans la maçonnerie).

1982/1983 : Suite à l’apparition de niveaux piézométriques élevés en rivedroite, et de résurgences aval au contact maçonnerie/rocher, il est décidé en1982 de reprendre les travaux d’injection ; ceux-ci sont à nouveau confiés àSOLETANCHE. En 1982, 64 forages totalisant 767 m de longueur sont réalisésen rive droite et 386 m3 de coulis (154 t de ciment) sont injectés :

10 forages réalisés depuis la crête, inclinés de 20° vers l’aval,descendus de quelques mètres dans le rocher,injections de collage (profondeur 5 m) sous le radier de l’évacuateur audroit de la traversée du barrage,réalisation d’un voile au large de la rive droite constitué de forages de15 m inclinés vers l’amont

Un traitement complémentaire de la même zone est réalisé en 1983, au moyende 32 forages répartis selon 3 auréoles, soit un total de 1 491 m de forage et498 m3 de coulis (222 t de ciment).Ces différentes séries d’injections ont fait diminuer le débit maximum de fuite(de 25 à 19 l/s) et disparaitre les résurgences qui les avaient justifiées.

1985 : de nouvelles injections sont réalisées dans la partie de rive droite déjàtraitée en 1982 et 1983. 13 forages, espacés de 1,25 m, disposés en quinconceet inclinés de 5 degrés vers l’amont ou vers l’aval, sont réalisés en rive droite,totalisant 182 m de longueur et 26 m3 de coulis (soit 6,5t de ciment). Lesabsorptions, inégales, varient selon l’implantation des forages de 1983 :absorptions élevées (240 kg/ml) lorsque les forages de 1983 avaient inclinésvers l’aval avec un espacement de 2,5 m ; plus faibles absorptions lorsque lesforages de 1983 avaient été faiblement inclinés sur la verticale et espacées de1,25 m.

1.1.3.2. DISPOSITIF D’AUSCULTATION :

A l’époque de la construction, aucun dispositif d’auscultation n’est mis enplace. Quasiment aucune donnée sur le comportement du barrage n’estdisponible avant les années 1960.

A l’occasion de la campagne d’injection de 1965/1966, Solétanche installetrois piézomètres en crête (PZ30, PZ60, PZ80), quatre en pied aval (PZ120 àPZ150) et deux plus en aval (PZ160 et PZ170). Ces piézomètres sont prolongésdans le rocher et crépinés sur toute leur hauteur.

En 1979, trois piézomètres sont installés dans les éboulis, en aval dumasque de rive gauche (PZ90 à PZ110)

Durant la campagne d’injection de 1982/1983, sept piézomètres sontréalisés en crête dont 3 sont descendus au rocher (PZ40 PZ50, PZ70) et 4 dansle corps du barrage uniquement (PZ 55 à PZ 85).



Solétanche réalise en 1989 15 forages destructifs (marteau fond de trou de90 mm de diamètre), depuis la crête et depuis une plate-forme sur le parementaval, à travers la maçonnerie et jusqu’au contact avec la fondation. Le contactrocher/maçonnerie, clairement identifié en rive droite, n’a apparemment pas étérencontré en rive gauche. A cette occasion, 15 cellules de pression interstitiellesà corde vibrante (type CL 1) réparties sur 5 profils (numérotés 1 à 5), au droit ducontact maçonnerie/fondation sont installées sur l’ouvrage.

En 1997, SNC Terastic réalise 5 forages carottés depuis la crête du barrageà travers la maçonnerie, dans les profils 1b, 3b et 4b. Les carottes présentent àplusieurs niveaux des traces d’infiltrations d’eau dans le mortier, et des dépôtsde calcite, mais maçonnerie et mortier semblent avoir gardé une bonnecohésion. 5 cellules de pression interstitielle complémentaire sont posées aucontact maçonnerie/fondation (AV1B, AM3B, MI3B, AV3B et AV4B) parTelemac.

A l’occasion de la campagne de reconnaissance de 2012/2013, 4 foragesverticaux réalisés depuis la crête du barrage ont été rééquipés en piézomètres(DCR1 à DCR4). Les chambres de mesure sont situées au droit du contactmaçonnerie/rocher. Un piézomètre a également été installé en rive gauche dubarrage (PZ1 2016), à l’aval immédiat du masque, pour vérifier son efficacitévis-à-vis du risque de contournement du barrage par les eaux à travers lesterrains constitués d’éboulis.

1.1.3.3. REALISATION DE DRAINS

Pour diminuer les sous pressions au niveau du contact maçonnerie-rocher aupied aval du barrage en rive gauche (à proximité du profil 3), ERG réalise en1998, sous la maîtrise d’œuvre de Coyne et Bellier, 4 forages carottés inclinésau pied de la rive gauche du barrage, depuis la plate-forme aval à travers lamaçonnerie, d’une longueur de 14 m, soit environ 4 m dans le barrage et 10 mdans la fondation calcaire. Ces forages sont équipés d’un tubage scellé sur 1 mdans la maçonnerie, et font office de drains (D2 à D5).

En 2013, 15 drains ont été réalisés en pied aval (DAV1 à DAV15). Ces drainsétaient destinés à drainer les premiers mètres de fondation sous le barrage. Leforage des drains DAV5 et DAV8 a conduit au débourrage de fissures dans lecalcaire karstifié. L’identification de fissures, pouvant être débourrées enfondation à l’aval a rendu nécessaire le rebouchage partiel de la plupart desdrains (au droit de la fondation rocheuse). A l’heure actuelle, ces drains équipésde tubes métalliques drainent essentiellement le pied aval de la maçonnerie.Les seuls drains laissés intégralement libres sont les DAV1, DAV3, DAV9 etDAV12.

1.1.3.4. EVACUATEUR DE CRUES

Initialement, le déversoir présente une longueur de 70 m. Il est prolongé par unchenal à faible pente qui longe la rive, et se termine par un évacuateur àmarches qui restitue les débits à la rivière, environ 140 m en aval du barrage.



Des travaux de confortement sont effectués en 1964 durant lesquels ledéversoir est allongé (longueur totale de 87,8 m) et le seuil reculé et profilé pourfavoriser les écoulements. Un second passage est créé sous la crête dubarrage. Un évacuateur secondaire (dit « rapide ») est construit en béton armé,en prise sur le coursier originel juste en aval du barrage, pour dériver une partiedu débit et abaisser la ligne d’eau à l’aval.

Durant la construction de l’usine d’alimentation en eau potable (1973), lecoursier rapide est recouvert par une dalle pour protéger l’usine. Son exutoiredébouche sous l’usine.

La forte crue du 17 janvier 1978 (cote atteinte 123,60 m) conduit à l’ennoiementdu seuil et une relative saturation du déversoir latéral. En 1985, le déversoirprincipal est de nouveau allongé de 19,4 m vers l’aval pour augmenter encore lacapacité de l’évacuateur.

1.1.3.5. COURONNEMENT DU BARRAGE :

Un parapet plein, de 1,20 m de haut, est construit après la forte crue de 1978(cote atteinte : ~123,60 m NGF) en remplacement de la balustrade existantprécédemment, pour éviter les déversements sur la crête et protéger l’usineaval. Il joue également le rôle de pare-vagues.

En 1985, la Ville de Toulon échancre le parapet pour limiter la surcharge dubarrage en cas de crues.

Les calculs de laminage effectués par le Patouh en 2011 montrent que laprésence de ce parapet, même échancré, contribue à une surélévation de lacote du plan d’eau en cas de forte crue, et est donc défavorable pour la stabilité.Dans la mesure où il n’empêche pas non plus les déversements sur laplateforme de l’usine, le parapet ne présente donc que des inconvénients.

Le Service de Contrôle a donc demandé la modification du parapet en juillet2011. Les travaux ont été réalisés en décembre 2011.

Le parapet échancré d’origine en rive gauche a été fermé (bouchure de 6échancrures) sur une longueur de 20 m afin d’empêcher les ruissellements lelong de la rive gauche, particulièrement sensible car constituée d’éboulis. Demême, le parapet plein a été maintenu en rive droite sur une longueur de 10 m.

Sur le couronnement, le parapet a été déconstruit sur une longueur de 103 m, etremplacé par un garde-corps métallique.

Photographies 21 et 22 : le parapet échancré (2000) et enlevé (2012)



1.1.3.6. CONDUITES DE VIDANGE ET DE PRISE

1964 : allongement des conduites de vidange et de prise vers l’aval –installation de nouvelles vannes à l’aval

1973 : La modification du pied aval de l’ouvrage, et notamment laconstruction de l’usine de traitement et de la plate-forme aval en 1973, aentraîné plusieurs modifications des vidanges : déplacement des vannes derégulation plus en aval, enterrement des conduites, aménagement du chenalaval.

1976 : la vidange de la retenue a été mise à profit pour installer des grilles deprotection en amont des conduites de vidange.

1988/1989 : installation de deux vannes amont sur les conduites de vidangeet d’un organe de prise avec crépines et d’une vanne vanne papillon sur laconduite de prise – remplacement des tronçons de conduites sous le remblaiaval et remplacement des vannes aval

1993 : remplacement des 2 vannes aval des conduites2006 : renouvellement complet des ouvrages de vidange et de prise par

SAVCO.Les ouvrages de prise et de vidange ont été rénovés à l’occasion de la vidangedécennale de 2006. Les travaux ont été réalisés par l’entreprise SAVCO, avecmaîtrise d’œuvre STUCKY. Les vannes amont de garde des conduites devidange ont été remplacées par deux vannes murales 800 mm x 800 mm(manœuvre par vérin à double effet depuis la crête), protégées par des grilles àbarreaux. Les portions de conduites traversant le corps du barrage ont étéchemisées par trois conduites Ø700 en acier inox, sur une longueurapproximative de 30 m. Le vide annulaire entre l’ancien tuyau en fonte d’origineet le chemisage a été conservé, ce qui rend possible le drainage des fuiteséventuelles et empêche la communication des pressions au sein du corps dubarrage. Les fuites sont collectées et intégrées au dispositif d’auscultationdepuis fin 2007 (débit et teneur en Ca). Sous la plate-forme, à l’aval du barrage,les tronçons de conduites ont été ôtés pendant les travaux et remis en placeaprès vérification de l’épaisseur ; ils n’ont pas été remplacés. Les vannespapillon à l’aval des conduites ont été remplacées par des vannes à opercule Ø800 à servomoteur, et mises à l’abri d’une chambre des vannes.

1.2. Caractéristiques mécaniques de la fondation

Plusieurs campagnes de reconnaissances ont permis d’améliorer notreconnaissance sur la fondation du barrage de Dardennes.

Parmi les principaux enseignements tirés, on constate qu’à l’exception d’un seulsondage (DCR3 en 2012/2013), l’ensemble des sondages ayant investigué lafondation n’ont reconnu que le calcaire urgonien. Ces constats viennentcontredire la coupe géologique rive à rive présenté dans les Annales des Pontset Chaussées en 1914, qui laissent penser que la rive gauche du barrage estfondé sur les marnes de l’Aptien.



Figure 1-5 : Coupe géologique schématique suivant le barrage et le masque –Source : Annales des Ponts et Chaussées (1914)

Sur la base des résultats obtenus lors de la campagne de reconnaissance de2012/2013 (15 sondages inclinés DAV en pied aval et 4 sondages verticauxDCR en tête de l’ouvrage), les coupes interprétatives présentées en figuressuivantes permettent d’avoir une interprétation sensiblement différente de lacoupe historique : il semble que les calcaires de l’Urgonien remontent en lentillele long de la rive gauche (sondages DAV 11 à 15) et que les marnes de l’Aptienne se retrouvent qu’en profondeur sous le pied de la rive gauche (uniquementreconnu dans le sondage DCR3, qui se situe en crête, au droit du profil 4 –contact rencontré à la profondeur 20,5 m / calcaire de 20,5 m à 37,2 m / marnesentre 37,2 et 46 m de profondeur).

Figure 1-6 : Coupe interprétative rive à rive



Figure 1-7 : Coupes amont/aval



Par ailleurs, une incertitude subsiste concernant la position du contactmaçonnerie/fondation. En effet, les coupes du projet du barrage de 1909montrent des profils en « marche d’escalier » de l’amont vers l’aval, sans quel’on ait la certitude que la construction du barrage ait été scrupuleusementconforme à ces plans.

Par ailleurs, après la construction, aucun rapport ne mentionne plus directementcette géométrie particulière des profils, sauf une note de calcul de stabilitérécente de Sogreah, dans laquelle est dessiné un profil 3 bis incliné de l’amontvers l’aval. Ce tracé n’est pas justifié par Sogreah. Cette forme semble trèsimprobable car elle n’est pas cohérente avec les plans de projet d’une part et lesrésultats de la campagne de reconnaissance de 2012-2013 d’autre part.

La confrontation des rapports de chantier de pose de cellules de pressioninterstitielles et des carottages effectués lors des reconnaissances de 2012-2013 permet néanmoins de mettre en évidence des différences de niveauxamont et aval du contact barrage/fondation, comprises entre 3,70 m et 8,20 m.La différence la plus faible constatée se situe au droit du profil 2. Cettedifférence de niveau du contact barrage/fondation entre l’amont et l’aval s’étenda priori au moins entre les profils 2 et 3 bis.

Le contact barrage / fondation est jugée de très bonne qualité : les zones decontact visibles sur les carottes sont bien fermées, avec une cohésionapparente (non-séparation entre maçonnerie et rocher).

Parmi les constats réalisés, on retient également que sur l’ensemble dessondages réalisés lors de la campagne de reconnaissances 2012/2013, etmême si le contact entre la maçonnerie et la fondation est apparu de bonnequalité, les premiers mètres de la fondation calcaire sont apparus en sondageplus fracturés : de nombreuses fissures ouvertes ont été observées parenregistrement vidéo sur les sondages réalisés en pied aval. Cette fissurationpeut affecter la fondation sur plusieurs mètres (notamment en rive gauche) maiselle a été souvent particulièrement mise en évidence sur les cinquante premierscentimètres. Sur les 15 sondages faits en pied aval, seuls 5 ne présentent pasde fissuration ouverte en tête de fondation.



Figure 1-8 : Exemple de fondation ouverte en tête de sondage - DAV 10

Des essais in-situ et des essais en laboratoire ont également été réalisés sur lafondation du barrage de Dardennes. Le tableau ci-après récapitule les différentsrésultats obtenus.

ParamètreFUGRO 2009 ERG 2012/2013

Minimum Maximum Moyenne Minimum Maximum Moyenne

Densité sèche (kN/m3) 25,7 26,426,2

5 essais22,8 27,1 25,7

Module d'Young (MPa) - - - 2 962 48 318 22 175

Résistance à lacompression simple (MPa) 34 93

58

4 essais4,0 139,9 63,9

Résistance à la traction(MPa) 7 10,6

8,3

3 essais6,1 10,9 8,2

Tableau 1-1 : Caractéristiques mécaniques de la fondation d’après les résultatsdes campagnes récentes



1.3. Matériaux utilisés pour la construction desouvrages

1.3.1. Provenance et mise en œuvre Moellons pour maçonnerie et sable :

Les matériaux utilisés tant pour les moellons calcaires destinés à la maçonnerie,que pour les déchets destinés à la fabrication du sable broyé, proviennent d’unecarrière ouverte par l’Entrepreneur dans le massif du Ragas (calcaire urgonien),en rive droite du futur barrage, à environ 500 mètres en amont.

Après différents essais d’explosifs (poudre noire, dynamite, gomme et cheddite),l’entrepreneur a finalement opté pour la cheddite en cartouches avecdétonateurs au fulminate de mercure (2 gr) pour obtenir les moellons.

Les moellons obtenus étaient généralement beaux et sains, mais après lespériodes de pluie, les bancs d’argile rencontrés dans la carrière les salissaientun peu et il a été parfois difficile d’obtenir de l’entrepreneur, qui manquaitd’approvisionnement, des moellons d’une propreté irréprochable.

Mortier de chaux hydraulique :

Les sacs de chaux et de ciment étaient montés par voitures de la gare deToulon au Revest.

Pendant toute la durée des travaux, des briquettes d’essais ont été fabriqués àpartir du mortier prélevé dans les auges des maçons. Ces briquettes,conservées dans l’eau, étaient après 7 et 28 jours éprouvées à la traction aumoyen de l’appareil Michaelis.

Le cahier des charges exigeait une résistance à la traction du mortier à 28 joursde 6 kg (0,6 MPa).

Les résultats des essais de traction réalisés sur ces briquettes, soigneusementconservés, se sont toujours révélés satisfaisants. La résistance à la tractionobtenue est généralement supérieure, de l’ordre de 0,9 MPa, malgré desminima à 0,4 MPa entre octobre et décembre 1911.

1.3.2. Caractéristiques actuelles8 profils de tomographie sismique ont été réalisés sur le parement aval del’ouvrage lors de la campagne de reconnaissance de 2012/2013. Aucunehétérogénéité n’a été constatée dans le corps du barrage et les calcaires sontapparus de bonne qualité. La maçonnerie du barrage a été vu homogène, avecde bonnes caractéristiques mécaniques. Les vitesses de propagation des ondessismiques P sont comprises entre 3 000 et 4 500 m/s, valeurs caractéristiquesdes moellons calcaires constitutifs de la maçonnerie du barrage. La maçonneriene comporte aucune zone plus poreuse qu’une autre.

Des essais in-situ et des essais en laboratoire ont également été réalisés àpartir de 1966. Les tableaux ci-après récapitulent les résultats des essaisrécents (FUGRO en 2009 et ERG en 2013).



Maçonnerie :

FUGRO (2009) : les essais sont réalisés en différenciant le calcaire demaçonnerie (moellons) de la maçonnerie (mortier)

ParamètreMortier (maçonnerie) Calcaire de maçonnerie (moellons)

Minimum Maximum Moyenne Minimum Maximum Moyenne


3 essais26,2 26,4

26,3

7 essais

Résistance à lacompression simple (MPa) 8 18,5

20

2 essais78,5 165,5

110

6 essais

Résistance à la traction(MPa) 0,5 3,2

1,4

5 essais7,0 9,8

8,7

6 essais

Porosité totale 23,7 24,824,3

2 essais- - -

Tableau 1-2 : Résultats des essais de laboratoire – Maçonnerie - 2009

ERG (2013) : les essais sont réalisés sans différenciation entre moellons etmortier

ParamètreMinimum Maximum Moyenne


9 essais

Module d’Young (MPa) 3 584 39 50013 392

9 essais

Résistance à lacompression simple (MPa) 7,9 124,9

36,6

9 essais

Résistance à la traction(MPa) 1,9 4,8

3,2

8 essais

Tableau 1-3 : Résultats des essais de laboratoire – Maçonnerie - 2013

En synthèse, on retient que la maçonnerie est composée de moellons de poidsvolumique de l’ordre de 26 kN/m3, et de mortier de poids volumique de l’ordrede 20 kN/m3. Les essais sans différenciation (ERG – 2013) donnent unemoyenne de l’ordre de 22,6 kN/m3.

La porosité totale du mortier est de l’ordre de 24 %, ce qui est élevé et peutexpliquer la forte perméabilité et les faibles caractéristiques mécaniques.



Pour la résistance à la compression, les valeurs obtenues depuis 1966 sont trèshétérogènes (fourchette de 8 à 125 MPa pour environ 30 essais). Sans tenircompte des valeurs très élevées (proche de 100 MPa) caractérisantprobablement des échantillons avec un pourcentage très faible en mortier, onobtient une valeur moyenne de l’ordre de 20 MPa, qui se situe plutôt dans lehaut des fourchettes habituelles (usuellement 5 à 10 MPa).

La valeur moyenne de la résistance à la traction obtenue par ERG en 2013 estaux valeurs obtenues lors des essais précédents. Pour rappel, les résultatsCEBTP et FUGRO donnaient une valeur moyenne de 1,7 MPa pour 9 essais(de 0,5 à 3,2 MPa). Cette valeur reste supérieure à la valeur imposée par lecahier des charges (0,6 MPa) et aux valeurs mesurée à 28 jours sur lesbriquettes d’essais (en moyenne 0,9 MPa avec un minimum à 0,4 MPa).

Enduit d’étanchéité :

Plusieurs carottages ont été réalisés pour vérifier l’état de cet enduit (1995,2006). Le coaltar est en excellent état apparent encore aujourd’hui ; le lait dechaux est visible par plaques résiduelles.

1.4. Description du dispositif d’auscultation

1.4.1. DispositifLes éléments suivants composent le système d’auscultation du barrage deDardennes :

une mesure de la pluviométrie,une mesure de la cote de retenue,une mesure du niveau d’eau dans le gouffre du Ragas,un dispositif de suivi topographique,une collecte des débits de fuite,la surveillance de la teneur en calcium,18 piézomètres ouverts,20 cellules de pression interstitielle dont la mesure est assurée par

acquisition automatique.

1.4.1.1. COTE DE LA RETENUE

La cote de la retenue est mesurée automatiquement par une sondepiézométrique installée au centre du barrage. Le niveau de la retenue est affichésur l’armoire électrique et sur l’ordinateur situés dans le local de surveillance, età l’usine de la Valette.



1.4.1.2. MESURE DU NIVEAU D’EAU DANS LE GOUFFRE DU RAGAS

Une sonde piézométrique a été mise en place dans le gouffre du Ragas fin2011, à la cote 112 m NGF. Cette sonde est destinée à suivre la montée deseaux dans le gouffre pour anticiper les crues. Elle est équipée de plusieursniveaux d’alerte, dont un correspondant à la cote de surverse du gouffre(149 m NGF). Les données sont retransmises sur une centrale d’acquisition del’exploitant à l’agence de la Garde. Depuis sa mise en service en mai 2012, leniveau d’eau dans le gouffre est resté très bas, et aucune donnée n’a étérecueillie.

1.4.1.3. MESURE DE LA PLUVIOMETRIE

La pluviométrie est mesurée sur site.

1.4.1.4. MESURES DES DEPLACEMENTS

1.4.1.4.1. TopographieL’auscultation topographique est assurée par des dispositifs planimétriques etaltimétriques.

Planimétrie :

11 voyants sur le parement aval (81 à 91) permettent le suivi desdéplacements horizontaux,

Les repères de référence pour les mesures planimétriques sont :201 et 2001 en rive gauche,202 en amont immédiat du barrage et 203 et 204 en rive droite,Repère A et B à la sortie de l’usine AEP, au pied du barrage.

Nivellements

le suivi de déplacements verticaux se fait par 11 repères de nivellement encrête (100 à 110) et 4 repères de nivellement en pied (RB1 à RB4).

Les déplacements verticaux sont suivis depuis les piliers d’auscultation de Aà E. Les cocardes servant de référence sont :

96 scellée au rocher en rive droite du barrage,97 en rive gauche98 sur le mur bajoyer du coursier (cette cocarde a été retrouvée, mais est

abimée et inutilisable)99 sur le rognon rocheux au-dessus du déversoir, en rive droite.

Les repères topographiques ont été mis en place en 1965 et ont fait l’objet demesures annuelles jusqu’en 1995.

Entre 2002 et 2006, des mesures topographiques sont réalisées mais sansspécifications ni contrôle. Aucune campagne de mesure fiable n’est réaliséependant cette période.

Le changement des plaques de centrage des piliers A et C, sans mesure desécarts d’excentrement, conduit à la perte de position des piliers.



De nouveaux relevés topographiques ont été faits en septembre et décembre2011. Compte-tenu des changements intervenus sur le dispositif d’auscultation,ces nouvelles mesures n’ont pas pu être raccordées à la dernière mesure fiablede 1995.

1.4.1.4.2. FissuromètresDeux couples de témoins, dont l’écartement était suivi avec un dilatomètre, ontété installés sur le parement amont du barrage, de part et d’autre de deuxfissures situées en rive droite et en rive gauche. La mise en place des témoins aété réalisée par le CEBTP le 3/10/1995. Toutefois, la précision de ces appareilsparait insuffisante, et la mesure des témoins n’est pas poursuivie.

1.4.1.5. DEBITS DE FUITE

La figure ci-dessous localise les différents points de mesure de fuites, qui sontdécrits dans les paragraphes suivants.

1.4.1.5.1. Drains de pied rive gaucheUne mesure de débit est réalisé deux fois par semaine sur les drains de piedrive gauche (D2, D3, D4 et D5). En cas de débit nul, les hauteurspiézométriques sont relevées.

Les débits des drains sont ensuite dirigés vers un regard sur la plateforme, puisdébouchent dans le regard abritant le retour du piquage de la micro-centrale surla conduite de prise. Au final, le débit de drainage est évacué sous l’usine, justeen aval rive gauche du débouché de la conduite de prise.



1.4.1.5.2. Drainage des conduitesLe vide annulaire entre ancienne et nouvelle conduite est drainé ; les eaux ainsirécupérées sont jaugées (RG, RD et VP) et s’évacuent dans un puits situé dansla plate-forme aval. Un pompage ramène ces débits dans le regard oùs’évacuent les débits des drains.

1.4.1.5.3. Collecte des eaux dans le masqueLe masque qui coupe la rive gauche est drainé par 68 puits reliés à leurs basespar une conduite qui amène l’eau collectée dans un puits central, le puits« Paul ». Ce puits débouche dans le tunnel Ragas, situé sous le masque audroit du puits. Toutes les eaux de drainage du masque atteignent ensuitegravitairement la sortie de la galerie du Ragas.

La mesure des fuites du masque rive gauche est effectuée depuis janvier 1993,grâce à la mise en place d’un seuil de mesure des débits à l’aval de la galerie(RAGAS).

1.4.1.5.4. Autres mesures de fuitesDepuis février 2000, le débit de ruissellement est mesuré au pied de la rivedroite (« fuite du figuier » R1).

En 1975, un canal de mesure de la « fuite barrage » ou « fuite usine » estinstallé dans le lit du Las (FUITE USINE), en aval du pont romain. Ce canal estéquipé d’un dispositif bulle à bulle, et l’information est transmise en continu surl’ordinateur du local de surveillance. Ce canal recueille toutes les fuites décritesprécédemment, mais également tous les ruissellements entre le barrage et laprise de débit, ainsi que les eaux de lavage de l’usine qui sont rejetées enamont.

1.4.1.6. PIEZOMETRIE

1.4.1.6.1. Piézomètres ouverts18 piézomètres ouverts installés sur ou près du barrage sont régulièrementmesurés depuis janvier 1993 :

16 piézomètres sur ou au pied du barrage,2 en rive gauche en aval du masque (PZ100, PZ110). Le troisième

piézomètre installé en 1979 (PZ90) n’est plus mesuré.les 2 piézomètres installés en rive droite (PZ20, PZ10) ne sont plus mesurés.

Leur implantation est schématisée en figure suivante :

Figure 1-9 : Implantation des piézomètres (en rouge, piézomètres descendusjusqu’au rocher)

Les caractéristiques de ces appareils sont rappelées dans le tableau ci-après.



Piézomètre Cote detête (NGF)

Cote de fond(NGF)

Crépine Remarque

Piézomètres en crête

PZ30 125 100 Toute hauteur Descendu jusqu’au rocher

PZ40 125 85 - Descendu jusqu’au rocher





PZ55 125 95 - Uniquement dans la maçonnerie




Piézomètre du masque

PZ100 130 88 - -

PZ110 133 89 - -

Piézomètres en pied aval

PZ120 95.5 85 Toute hauteur Descendu jusqu’au rocher

PZ130 95.5 - Toute hauteur Descendu jusqu’au rocher



Piézomètres amont usine


PZ170 96.0 85 Toute hauteur Descendu jusqu’au rocher

Tableau 1-4 : Caractéristiques des piézomètres ouverts

A l’occasion de la campagne de reconnaissances de 2012/2013, un piézomètresupplémentaire a été installé en rive gauche du barrage (PZ1 2016), à l’avalimmédiat du masque, pour vérifier son efficacité vis-à-vis du risque decontournement du barrage par les eaux à travers les terrains constituésd’éboulis.



1.4.1.6.2. Cellules de pression interstitielle20 cellules de pression interstitielle à corde vibrante permettent d’ausculter lecontact barrage/fondation au droit de 5 profils amont-aval : P1, P2, P3/P3b, P4et P5, au moyen de 3 cellules par profils : « AM » à l’amont, « MI » au milieu et« AV » à l’aval. Les cellules AV1b et AV4b complètent le suivi des profils P1 etP4.

La mesure de ces 20 cellules se fait quotidiennement par acquisitionautomatique depuis juillet 1997.

4 cellules de pression sont hors service depuis 2006 (MI1, AV1, MI5, AV5) : lescotes piézométriques sont inférieures aux cotes de pose des cellules. AV4, quidonnait également des cotes aberrantes en 2006, semble à nouveauopérationnelle.

Le système d’acquisition des données a été reprogrammé en octobre 2005 parla société TELEMAC.

En 2010, il a été constaté que les câblages des cellules MI3b et AV3b étaientinversés. L’inversion a été depuis prise en compte dans les rapportsd’auscultation.

Leur implantation est schématisée en figure suivante :

Figure 1-10 : Implantation des cellules de pressions interstielles

1.4.1.7. MESURE DE LA TENEUR EN CALCIUM

La mesure de la teneur en calcium des fuites est effectuée depuis 2010. Cettesurveillance est mise en œuvre afin de détecter une dissolution éventuelle de lachaux des maçonneries. La mesure s’effectue sur chaque fuite :

Drains D2, D3, D4, D5Fuite R1Vides annulaires RD, RG, VPRAGAS (mesure à l’aval de la galerie du Ragas)BARRAGE (mesure dans le Las en aval du pont romain)

Les valeurs sont comparées par rapport à la teneur en Ca mesurée de l’eaubrute à son entrée dans l’usine.

1.4.2. Fréquences de mesure et maintenance du dispositifd’auscultationLes fréquences de mesure de ces différents dispositifs sont détaillées dans letableau ci-dessous.



Mesure Fréquence Type de mesure

Suivi de la pluviométrie ContinueAutomatiqueSite intranet de Toulon

Suivi de la cote de retenueContinueTous les 15 jours

Sonde piézométrique+ Relevé manuel

Mesures topographiques 1 fois par an

Débit de « fuite barrage » Continue Automatique par seuil(bulle à bulle)

Débit des drains 2 fois par mois Jaugeage

Débit de fuite R1 2 fois par mois Manuelle

Vides annulaires des conduites 2 fois par mois Jaugeage

Débit de fuite du Ragas 2 fois par mois Manuelle (par seuil)

Teneur en calciumActuellement 1 fois par mois(sauf changement important desvaleurs mesurées)

Piézomètres ouverts Tous les 15 jours Sonde manuelle

Cellules de pression interstitielle Quotidien Acquisition automatique

Tableau 1-5 : Fréquence des mesures

1.4.3. Principaux acquis du dispositif d’auscultationLe dernier rapport d’auscultation disponible est joint en annexe :

[1] Annexe B1 Rapport d’auscultation 2016, ARTELIA - GCConseils.

1.4.3.1. TOPOGRAPHIE

Les déplacements verticaux et horizontaux mesurés entre 1965 et 1995 restentmillimétriques, ce qui montre le bon comportement mécanique du barrage et desa fondation. Les résultats des mesures de cette époque restent dans l’ordre degrandeur de la précision, et ne permettent donc pas de détecter une dérive.

Les mesures topographiques des années 2002, 2006 et 2007 ne sont pasutilisables. Elles ont été jugées incohérentes et non représentatives (valeurs endehors de la plage de variation 1965-1995).

Les relevés topographiques ont été repris à partir de septembre 2011. Lesprincipaux constats réalisés sont rappelés ci-après.

Planimétrie :

Les déplacements mesurés sont cohérents avec les déplacements mesurésentre 1965 et 1995. Ils restent millimétriques, du même ordre de grandeur quela précision de la mesure. Aucune dérive irréversible n’est mise en évidence.



Par contre, un lent déplacement des piliers C et D de la rive gauche vers lapente est signalé (entre 15 et 20 mm entre 1965 et 2015). Les piliers A et B dela rive droite sont jugés stables.

Figure 1-11 : Déplacements amont/aval entre 1965 et 2009

Nivellement :

Les nouvelles mesures confirment la stabilité des repères du pied aval, ce quimontre le bon comportement mécanique de la fondation.

En crête, il est constaté une plus grande dispersion des mesures, attribuée à uneffet thermique. Une analyse HST a été réalisée sur ces mesures. Lesdéplacements corrigés de l’influence de la retenue et de la saison ne font pasapparaitre de déplacement irréversible significatif.



Figure 1-12 : Nivellement des repères du pied aval

Figure 1-13 : Nivellement des repères de crête

1.4.3.2. DRAINAGE

Le débit de fuite du barrage (« fuite usine ») est élevé (jusqu’à 42 l/s). De l’ordrede 20l/s depuis 1990, le débit moyen à retenue normale a augmenté entre 1993et 1998, et reste de l’ordre de 33l/s depuis cette date.

Figure 1-14 : Evolution du débit de fuite du barrage – de 1990 à 2007



Figure 1-15 : Evolution du débit de fuite du barrage – depuis 2007

Le débit total des drains D2 à D4 (installés en 1998) a connu une baisse à partirde 2003-2004, surtout du fait de D4. A l’époque, un lien avec la hausse de lapiézométrie des profils proches (P3 et P3b) avait été avancé. A partir de 2009,et sous l’impulsion de D3, le débit total ré-augmente. Les travaux de drainageréalisés fin 2012 en pied aval du barrage ont eu pour conséquence une nettediminution du débit D3 et donc du débit total des drains D2 à D4.

Figure 1-16 : Evolution du débit des drains D2 à D5 – 2001/2015

Le débit de drainage « conduite RG » a augmenté depuis 2014, passant de200 l/h en moyenne à 400 l/h.

Les autres débits sont stables.

Le tableau ci-dessous donne les valeurs moyennes des débits à retenuenormale.



MesureDébit à retenue normale

l/h l/s

« Fuite usine » 120 000 33

Drains de pied rive gauche (D2 àD5) 25 0,007

Fuite du figuier (R1) 100 0,03

Drainage conduite RG 400 0,11

Drainage conduite RD 2,5 -

Masque rive gauche (RAGAS) 300 0,08

Tableau 1-6 : Valeurs moyennes des débits à retenue normale

1.4.3.3. PIEZOMETRIE

A partir de 1997, les sous pressions sont jugées « trop élevées » par Coyne etBellier. Quatre drains (D2, D3, D4 et D4b) sont mis en œuvre en 1998 depuis laplateforme aval du barrage à 93 m NGF afin de réduire les sous pressions sousles profils 3 et 3b. L’efficacité du dispositif est jugé satisfaisante.

En 2008, SOGREAH fait le constat d’une lente augmentation des sous-pressions, avec un niveau aval ayant augmenté de plus de 2 m depuis 1999.

Au droit des profils 2, 3, 3b, le profil de sous-pression qui découle de cesmesures est nettement plus défavorable qu’un profil théorique classique pour unbarrage non drainé.

En décembre 2012, 15 drains ont été réalisés au niveau du pied aval del’ouvrage (DAV1 à DAV15), dans le but de drainer les premiers mètres defondation sous le barrage. Toutefois, suite aux risques de débourrage defissures de karst identifiées lors de la réalisation des forages, ces drains ont étépartiellement rebouchés. A l’heure actuelle, ces drains équipés de tubesmétalliques drainent essentiellement le pied aval de la maçonnerie.

Cellules de pression interstitielle

Les graphiques ci-après donnent l’évolution de la piézométrie mesurée au droitdes cellules qui ont présenté un comportement marquant entre 2001 et 2015.



Figure 1-17 : Evolution des niveaux piézométriques de 2001 à 2015 – Cellule AM2

Figure 1-18 : Evolution des niveaux piézométriques de 2001 à 2015 – Cellule MI2




Figure 1-20 : Evolution des niveaux piézométriques de 2001 à 2015 – Cellule AV3

Figure 1-21 : Evolution des niveaux piézométriques de 2001 à 2015 – Cellule AV3b




Les graphiques ci-après, extraits des rapports d’auscultation récents, présententles niveaux piézométriques mesurés au droit des 5 profils instrumentés etpermettent d’observer les effets des travaux de drainage de fin 2012.

o Profil 1 :

Figure 1-23 : Evolution des niveaux piézométriques de 2011 à 2016 – Profil 1

Aucun changement significatif n’est observé sur les deux cellules du profil 1(AM1 et AV1b). Les drains DAV1, DAV2 et DAV3 encadrant le profil n’ont paseu d’effet sur les sous-pressions.

o Profil 2 :




Le bénéfice des travaux de drainage a été ressenti principalement sur lescellules AM2 (amont) et MI2 (centre), avec une diminution des niveauxpiézométriques mesurés à RN respectivement égale à 7 et 3 m quelques moisaprès les travaux.

Toutefois, les données récentes mettent en évidence que l’effet produit par lestravaux de drainage tend à s’estomper. Les niveaux mesurés augmentent denouveau et tendent à retrouver des valeurs antérieures au forage des drains (cequi est déjà le cas pour MI2).

La figure suivante, extraite du rapport d’auscultation de 2015, met clairement enévidence que le bénéfice des travaux de drainage de 2012 est totalementestompé pour la cellule MI2 en 2015. Cette figure dresse les niveauxpiézométriques mesurés par les cellules en fonction du niveau de la retenue, etce pour deux périodes distinctes : avant travaux de drainage (01/01/200801/01/2012) et pour l’année 2015.

Figure 1-25 : Niveaux piézométriques en fonction du niveau de la retenue (avanttravaux de drainage et en 2015 – Profil 2



o Profil 3 :


Le profil P3 constitue le profil le plus critique vis-à-vis de la stabilité en raisondes sous pressions élevées.

Aucun changement significatif n’a été observé sur les cellules amont (AM3) etcentre (MI3) après les travaux de drainage. Par contre, la cellule AV3, situé enpartie aval, a enregistré une nette diminution des sous pressions, de l’ordre de4 m.

Comme pour le profil 2, le bénéfice des travaux tend toutefois à s’estomperdepuis.

Figure 1-27 : Niveaux piézométriques en fonction du niveau de la retenue (avanttravaux de drainage et en 2015 – Profil 3



o Profil 3b :

De manière analogue au profil 3, le bénéfice des travaux de drainage ne s’estporté que sur la partie aval du profil. La cellule AV3b a enregistré une diminutiond’environ 2 m du niveau piézométrique mesuré. Depuis, il n’a pas été constatéde tendance à la hausse (contrairement au profil 3).

o Profil 4 :


Aucun changement significatif n’a été observé sur les cellules du profil 4 àl’issue des travaux de drainage.

Il est à noter que ce profil est le seul à présenter un profil de sous pressionmoins défavorable que le profil de sous pression théorique d’un barrage nondrainé.

Piézomètres ouverts

Les niveaux mesurés sur les piézomètres auscultant la fondation sontglobalement cohérents avec les mesures des cellules, notamment pour lespiézomètres PZ60 et PZ70 situés de part et d’autre des profils 3/3b, et quiconfirment la tendance à la hausse des niveaux piézométriques constatée surces profils.



Figure 1-29 : Evolution des niveaux piézométriques (au droit de PZ60)

Figure 1-30 : Evolution des niveaux piézométriques (au droit de PZ70)

4 piézomètres sont censés ausculter la maçonnerie :

PZ55 n’est quasiment pas alimenté,PZ65 semble écrêté à la cote 105,le piézomètre PZ85, situé en rive gauche, au centre de la crête du barrage,

renvoie la cote de la retenue, ce qui traduit une communication directe entre laretenue et ce piézomètre et donc probablement un défaut d’étanchéité duparement amont au droit de ce piézomètre et/ou une plus grande porosité de lamaçonnerie dans ce secteur,

les évolutions de PZ75 semblent en lien avec le niveau de la retenue



Figure 1-31 : Evolution des niveaux piézométriques dans la maçonnerie (au droit de PZ85)






1.4.3.4. MESURE DE LA TENEUR EN CALCIUM

Les fuites les plus importantes ont des teneurs en calcium proches de cellemesurée sur l’eau brute de la retenue : 74 mg/l pour la fuite barrage, 84 mg/lpour le Ragas et 77 mg/l pour l’eau brute usine.

Les teneurs en calcium des autres fuites (drains D2 à D5, R1, DAV1, DAV8)sont inférieures à celle de l’eau brute usine : elles varient entre 50 et 70 mg/l.

Les fuites collectées dans les espaces inter-annulaires des 3 conduites D800ont des teneurs en calcium très différenciées : 80 mg/l pour la rive gauche quidébite environ 200 à 400 l/h, mais 378 mg/l pour la rive droite qui débite moinsde 2.5 l/h. Le vide annulaire de la prise d’eau débite rarement (1 mesure de 0.1l/h en février 2012 pour une teneur de 182 mg/l).

Les signes de dissolution sont présents uniquement au niveau de la fuite del’espace annulaire de la conduite de vidange droite, mais le débit correspondantest très faible. La perte annuelle de chaux correspondante est estimée àquelques kilos.

1.5. Rapport de première mise en eau

L’article publié en 1914 aux Annales des Ponts et Chaussées par les ingénieursM.M BOUTAN, VEILHAN et MERCIER comporte un chapitre dédié à la mise eneau du barrage et aux injections et travaux de parachèvement (chapitre V,pages 50 à 60).

Une brève synthèse de ce document est présentée ci-après.



Compte-tenu de la nature des terrains de fondation, les essais de remplissagesuccessifs de la retenue ont été soigneusement programmés et suivis, mais ilsétaient tributaires des débits irréguliers du Ragas. Le barrage n’étant pasterminé, un premier essai, entrepris fin mars 1911 jusqu’à la cote 110,50 m(juin), donne des résultats satisfaisants. Un deuxième essai est réalisé en mars1912, alors que le barrage est achevé (seul le couronnement reste à poser) : lesfuites restent acceptables jusqu’à la cote 114 m, puis augmententanormalement. La retenue est vidée, et des travaux d’étanchement aux piedsamont et aval du barrage et dans la zone du masque, sont entrepris.

Un troisième essai est réalisé en juin 1912 jusqu’à la cote 120,50 m. Les fuitesdiminuent dans le temps, à cote de retenue égale. Ce phénomène est attribué àla carbonatation. Elles sont toutefois jugées encore trop importantes,notamment en rive droite. Une nouvelle série d’injections en rive droite dubarrage est réalisée à l’automne.

Le remplissage définitif de la retenue s’effectue dans la nuit du 31 mars au 1er

avril 1913, suite à d’importantes précipitations, qui provoquent dans les jours quisuivent un déversement : la cote de retenue atteint 124 m. Le comportement dubarrage s’avère parfaitement satisfaisant, et les pertes sont acceptables.

Le tableau ci-dessous récapitule les niveaux atteints et les débits de fuitemesurés lors des essais de remplissage.

Date Cote d’eau atteinte Fuites sous lebarrage

Fuites Masque + Ragas

Mars juin1911

En mars 1911, le barrage n’est pas terminé (cote 110). Le plan d’eau estprogressivement élevé, en même temps que la maçonnerie du barrage est montée.

110,5 2,8 l/s 0,25 l/s110,5 (un mois après) 2,2 l/s 0,1 l/s

Mars 1912 114 5 l/s 12 l/s116.5 10 l/s 32 l/s

Valeurs jugées trop importantes essai stoppé / retenue vidangée.Injections en fondation et réparation des défauts de chantier.

Juin 1912 120.5 11,5 l/s 4,9 l/sDiminution des fuites dans le temps mais venues d’eau encore trop importantes sous

le barrage (surtout en rive droite).Forages d’injection au refus sous 0,3-0,4 MPa ; trous à la barre à mine aux pieds du

barrage.Avril 1913 123 (Niveau Normal d’Exploitation) 1,5 l/s 4,4 l/s

124 (crue 2-3 avril 1913) - -123 – 34 jours plus tard 0,73 l/s 3,4 l/s

Tableau 1-7 : Etape de la première mise en eau du barrage de Dardennes

1.6. Procès-verbaux des visites décennales

Depuis sa mise en eau, le barrage a fait l’objet de 6 visites décennales dont lesdates sont rappelées ci-dessous :

CR du 10 décembre 1959 (manquant)

[2] Annexe B2 CR du 9 décembre 1964, MAYER.



[3] Annexe B3 CR du 08 décembre 1976 : visite spéciale dans lecadre d’un dossier de révision spéciale (SOGREAH),

[4] Annexe B4 CR du 26 septembre 1986 : visite décennale,P. HABIB,

[5] Annexe B5 CR du 26 septembre 1986 : visite décennale,P. LONDE,

[6] Annexe B6 CR du 26 septembre 1995 : vidange décennale avecexamen subaquatique de la galerie du Ragas,

[7] Annexe B7 CR du 10 novembre 2006 : vidange décennale(CEMAGREF en appui du service de contrôle / Coyne et Bellier),

Les procès-verbaux des organismes de contrôle correspondant sont donnés enannexe de ce dossier.

2. PLANS

2.1. Plan d’implantation

Le plan d’implantation (réf. DMS-DA-001) est joint en annexe B8 du présentdossier.

2.2. Plans de l’ouvrage principal et des ouvragesannexes

Le tableau ci-après liste les plans présentés en annexe B8 du présent dossier.

Intitulé Référence

Vue en plan générale de l’aménagement DMS-DA-002

Vue en plan du barrage DMS-DA-003

Coupes du barrage DMS-DA-004 (folio4 pages)

Vidange et prise d’eau – Vue en plan DMS-DA-005

Vidange et prise d’eau – coupes et détails DMS-DA-006

Vidanges et prise d’eau – chambre des vannes DMS-DA-007

Evacuateur de crue – vue en plan et coupes DMS-DA-008

Masque rive gauche DMS-DA-009

Masque rive gauche DMS-DA-0010



Micro-centrale DMS-DA-011

Tunnel du Ragas – plans projet DMS-DA-012

Tunnel du Ragas – vue en plan DMS-DA-013

Dispositif d’auscultation - topographie DMS-DA-014

Dispositif d’auscultation – piézomètres – cellule depression interstitielle et drains

DMS-DA-015

2.3. Examen critique des plans et des documentsexistants

2.3.1. Incohérences sur les altitudesComme indiqué en préambule de ce document, les documents existants surl’ouvrage de Dardennes font usuellement référence aux cotes 123 pour la cotedu seuil de l’évacuateur de crues et pour le niveau de retenue normale, et 125pour l’altitude de la crête.

Or, les levés topographiques récents ont permis de constater d’une part,que ces cotes présentaient des différences par rapport au système NGF etd’autre part, qu’il n’y avait pas 2 m d’écart entre l’altitude du seuil et l’altitude dela crête, mais plutôt 1,85 m.

Les documents de Projet et le dossier de projet de modification substantielle del’ouvrage tiennent compte de ces mises à jour : on parlera désormais en coteNGF, en retenant les valeurs suivantes :

Cote du seuil : 123,30 NGF

Altitude de la Retenue Normale : 123,30 NGF

Altitude de la crête du barrage : 125,15 NGF.

Par contre, les documents historiques joints au dossier de projet de modificationsubstantielle de l’ouvrage n’en tiennent pas compte.

2.3.2. Incertitudes sur le tracé des conduites à l’avalA l’occasion de la création de l’usine de traitement, un remblai a été mis enplace entre le pied aval du barrage et l’usine, à la cote 95 m NGF environ.

Ce remblai masque les redans en maçonnerie situés au pied du barrage, encorevisibles sur les photographies des comptes-rendus de visite antérieurs à 1973,ainsi que les conduites de vidange et de prise, et les piquages permettantd’alimenter la microcentrale construite au pied aval du barrage en rive gauche.

Les travaux de chemisage des conduites en 2006 par l’entreprise SAVCO ontpermis de mettre à jour ces différents éléments ainsi que les bajoyers du chenalde vidange d’origine.



Malgré des levés relativement précis en partie aval des plans de SAVCO, ilapparait une incohérence dans le tracé des conduites : la position des vannesamont (et donc l’entrée des conduites dans l’ouvrage) sur le plan ne correspondpas à ce que l’on constate sur les photos prises pendant les travaux (où lesentrées des trois conduites paraissent sensiblement équidistantes).

Figure 2-1 : Plan d’implantation des conduties SAVCO 2006

Figure 2-2 : Photographie du parement amont, des conduites de vidange et deprise d’eau



3. ANNEXES

Annexe B1 Rapport d’auscultation 2016, ARTELIA - GC Conseils ;

Annexe B2 CR du 9 décembre 1964, MAYER ;

Annexe B3 CR du 08 décembre 1976 : visite spéciale dans le cadre d’undossier de révision spéciale (SOGREAH) ;

Annexe B4 CR du 26 septembre 1986 : visite décennale, P. HABIB ;

Annexe B5 CR du 26 septembre 1986 : visite décennale, P. LONDE ;

Annexe B6 CR du 26 septembre 1995 : vidange décennale avec examensubaquatique de la galerie du Ragas ;

Annexe B7 CR du 10 novembre 2006 : vidange décennale (CEMAGREFen appui du service de contrôle / Coyne et Bellier) ;

Annexe B8 Dossier de plans de l’existant.

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