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UNE HYDROFRAISE COMPACTE À L'ASSAUT D'UN BARRAGE INDIEN GÉANT
01/06/2019

UNE HYDROFRAISE COMPACTE À L'ASSAUT D'UN BARRAGE INDIEN GÉANT


Plan de coupe de l’ouvrage où l’on voit l’implantation des écrans
Vue en élévation - Barrage et écrans étanches coupe est-ouest.
Vue de l’Hydrofraise dans le tunnel.
Enrouleurs béton compacts spécialement construits par Soletanche Bachy.
Phase de démontage.
Le chantier lors de la mousson.
Les collaborateurs du chantier.

À l’extrême est de l’Inde, sur la rivière Subansiri, le plus grand barrage du pays-continent est actuellement en construction. Une fois en service, les huit turbines de cet ouvrage poids produiront 2 000 mégawatts d’électricité. Soletanche Bachy International intervient sur le
chantier pour réaliser 350 mètres linéaires d’écran étanche avec la technique des parois moulées ; il est destiné à éviter toute déstabilisation du barrage. La réalisation des parois
moulées à l’intérieur de galeries étroites amène à utiliser une Hydrofraise compacte fabriquée sur mesure. D’autres contraintes, logistiques et climatiques, font de ce chantier, situé sur un site très reculé, un projet hors norme.

L’Inde se lance dans une politique de grands travaux. L’objectif, pour ce pays-continent comptant
1,3 milliard d’habitants, est de rattraper son retard de développement, notamment face à son imposant voisin chinois.
De nombreux projets d’infrastructures – routes, autoroutes, aéroports, etc. – fleurissent ainsi partout
dans le pays. Les infrastructures énergétiques ne sont pas en reste, et notamment les barrages hydroélectriques. En mai 2016, le président indien Narendra Modi annonçait ainsi sa volonté de construire 3 000 grands barrages et réservoirs afin de lutter contre la sécheresse et de développer l’agriculture, tout en doublant la capacité de production hydroélectrique du pays.
La construction du barrage du bas Subansiri, situé à l’extrême est de l’Inde, entre les États d’Arunachal Pradesh et d’Assam, sur la rivière Subansiri, un affluent du fleuve Brahmapoutre, s’intègre à ce vaste programme. Elle en est même une figure de proue, puisque ce barrage-poids de grandes dimensions (116 m de hauteur et 284 m de longueur) constitue le plus puissant projet de barrages indiens en cours de réalisation. Une fois opérationnelles, ses 8 turbines fourniront 2 000 MW d’électricité à cette partie de l’Inde, parmi les moins développées.
Bien que le projet global de construction ait été initié en 2003 par NHPC (National Hydroelectric
Power Corporation, équivalent indien d’EDF pour la gestion des barrages), sa construction n’a
réellement démarré qu’en 2016.
L’entrepreneur principal en charge de la réalisation du barrage-poids est un groupement d’entreprises,
nommé BGS-SGS-SOMA JV, et constitué de 3 sociétés : BGS, SGS et Soma, entreprise indienne de
génie civil et acteur principal de ce groupement.

Des écrans étanches pour réduire les circulations d’eau à travers le béton Soletanche Bachy International a été retenu en tant que sous-traitant du groupement pour la réalisation d’un écran étanche à l’aide de la technique de la paroi moulée, dont la fonction principale est de réduire de façon importante les circulations d’eau à travers le béton du barrage et les premières couches géologiques présentes sous le barrage. Il faut en effet savoir qu’un barrage n’est jamais complètement imperméable.
De petits débits s’écoulent, notamment à l’interface entre le béton et le terrain naturel. Sur le long terme, ces mouvements d’eau peuvent déstabiliser le barrage, et conduire à un glissement de l’ouvrage potentiellement catastrophique.
L’écran étanche, épais de 80 cm et profond de 50 m, est réalisé depuis 8 zones de travail réparties sur le barrage à des altitudes différentes et intégrées dans le volume de béton du barrage qui coupe la rivière Subansiri (axe nord-sud) selon un axe est-ouest.
Ces 8 écrans forment un rideau débordant l’ouvrage à ses extrémités et sont positionnés au premier tiers amont dans l’épaisseur du barrage (axe nord-sud). Leur extrémité supérieure est située dans la partie basse de l’ouvrage, quelques mètres au-dessus du terrain naturel. 50 m plus bas, leur extrémité inférieure repose dans les grès constituant le sous-sol. Les écrans traversent 3 à 8 m d’épaisseur de béton avant de percer le terrain naturel jusqu’à atteindre les 50 m de profondeur.

 

LA NÉCESSITÉ DE DISPOSER D’UNE HYDROFRAISE COMPACTE


Pour respecter son phasage initial, le client souhaitait pouvoir continuer la construction du barrage-
poids pendant la réalisation des écrans étanches. Les parois moulées étant destinées à terme à être « noyées » dans le volume de béton du barrage, le client a donc réalisé des galeries longitudinales de faibles dimensions (7 m de hauteur pour 7 m de largeur), formant autant de « réservations » dans le béton du barrage et permettant le travail de l’atelier de paroi moulée. Pour les parties latérales de l’écran débordant du barrage, les galeries ont été creusées en méthode traditionnelle dans la montagne sur chacune des deux rives.
Sur cette configuration de chantier très particulière, Soletanche Bachy a pu proposer une offre qui la différenciait des autres compétiteurs, grâce en particulier à la mise au point d’une Hydrofraise compacte, spécialement conçue et fabriquée pour pouvoir travailler dans ces galeries de faibles dimensions. Il s’agit d’un modèle HC 05 de 11 m de longueur, 4,4 m de large et 6,5 m de hauteur, pour un poids total d’un peu moins de 100 tonnes.

 

ÉVOLUTION DE LA CONCEPTION INITIALE


Le design initial prévoyait que l’écran étanche serait subdivisé en 4 segments, tous inscrits dans la longueur du barrage.
Au fil de la réflexion et des propositions faites par Soletanche Bachy, appuyées par les équipes du siège en France et par celles du bureau d’études indien de l’entreprise, basé à Chennai et rayonnant sur toute la zone Asie-Pacifique, cette conception a été modifiée : il a été décidé que l’écran étanche

« déborderait » du barrage dans l’axe est-ouest en venant s’ancrer sur chaque rive, et qu’un 2e écran serait ajouté en aval du barrage, au niveau de la zone du déversoir, afin d’empêcher le glissement de ces parties d’ouvrage.
Passant de 4 à 8 zones, cette conception permettait d’améliorer l’efficacité du dispositif tout en maintenant la surface totale de parois moulées (18 000 m2).

 

DES PAROIS MOULÉES EN BÉTON PLASTIQUE PARTIELLEMENT FERRAILLÉES


Au fil des saisons, le barrage est plus ou moins chargé en eau.
Les efforts qui s’appliquent sur l’ouvrage varient donc régulièrement et entraînent une déformation de l’ouvrage. Les écrans étanches étant « noyés » dans la masse de béton du barrage, ils devaient être suffisamment souples pour accompagner ces mouvements.
Le béton constitutif des parois moulées devait ainsi offrir à la fois résistance et souplesse. Ce compromis fut trouvé en ajoutant un petit pourcentage de bentonite à la formulation, permettant de donner de la plasticité au béton, tout en améliorant encore son étanchéité.
Initialement dépourvues de ferraillage, les parois moulées ont finalement été armées partiellement.
En cours de projet, le client a en effet souhaité les connecter mécaniquement au béton du barrage. Il a ainsi été décidé que chaque panneau de paroi moulée serait ferraillé depuis la tête jusqu’à 4 m
sous l’interface entre le béton du barrage et le terrain naturel. L’épaisseur du barrage à traverser étant variable, la hauteur des cages d’armature réalisées est au final comprise entre 4 m et 12 m.

 

UNE MÉTHODOLOGIE DE MISE EN OEUVRE CLASSIQUE

 

Côté chantier, l’atelier d’Hydrofraise unique est constitué d’une cinquantaine de personnes, dont une vingtaine de collaborateurs de Soletanche Bachy expatriés ou embauchés localement. Le mode de réalisation des parois moulées est classique, par pianotage : les panneaux primaires (panneaux pairs) sont tout d’abord réalisés par passes unitaires de 2,8 m de large, sauf dans la galerie la plus longue, la EL 94, où, pour réduire le nombre de panneaux, leur largeur est portée à 6,5 m. Les panneaux secondaires (impairs) sont ensuite excavés entre les panneaux primaires, la continuité de la paroi n’étant pas assurée ici par des joints mécaniques CWS, mais par remordage des panneaux précédemment réalisés. En fonction des configurations travaux, le béton des parois moulées est approvisionné par des camions-toupies et par des pompes à béton connectées à des conduites pouvant atteindre une longueur de 300 m. Ces conduites sont ensuite couplées à des enrouleurs béton compacts spécialement construits par Soletanche Bachy et permettant un bétonnage depuis le fond de chaque panneau de paroi moulée jusqu’à leur surface, et ce, malgré un espace de travail restreint.

 

REMONTAGE INTÉGRAL DE L’HYDROFRAISE À CHAQUE DÉBUT DE SECTION

 

Une fois que l’atelier achève l’une des 8 sections de l’écran étanche, il doit être transféré à la section suivante pour redémarrer les travaux. L’Hydrofraise est alors totalement démontée. Les pièces sont transférées d’une section à l’autre par l’intermédiaire de camions, grues mobiles et des deux grues à tours du chantier. En fonction de la situation de la nouvelle section, l’usine de traitement des boues d’excavation doit être reconfigurée, voire démontée elle aussi, lorsqu’elle se trouve trop éloignée de l’atelier d’excavation.

 

UN CHANTIER SOUMIS À D’IMPORTANTES MOUSSONS…

 

Les nécessaires déplacements de l’atelier et de ses équipements sont loin de représenter les seules contraintes de ce chantier hors norme.

La période des moussons, qui chaque année s’étend environ du 1er mai au 30 septembre, peut bloquer partiellement ou entièrement le chantier. Les pluies sont si abondantes que le débit de la rivière passe d’environ 3 000 m3/s en période sèche à un débit pouvant atteindre jusqu’à 18 000 m3/s lors des moussons les plus importantes – à titre de comparaison, le débit moyen de la Seine au Havre est de 560 m3/s. En début de mousson, une fois les conduites de dérivation de la rivière saturées, l’eau s’accumule dans un premier temps en amont du barrage en construction, jusqu’au moment où elle déborde. Le barrage peut alors se retrouver submergé pendant des mois. L’impact sur les travaux de parois moulées dépend alors du phasage et de la position des galeries de réalisation. En 2018, l’Hydrofraise n’a ainsi dû être arrêtée « que » 6 semaines, contre près de 5 mois prévus en 2019.

 

… ET UNE LOGISTIQUE HORS NORME


À ces caractéristiques météorologiques particulières s’ajoutent des contraintes logistiques radicales. Le site est situé à 1 h 30 minimum en véhicule 4x4 du premier aéroport local. Celui-ci, qui voit un avion se poser ou décoller tous les deux jours seulement, est situé à
3 h 30 de l’aéroport international de Calcutta. Avec les annulations de vols – assez fréquentes –, il faut ainsi prévoir jusqu’à 4 jours pour faire venir une personne sur le chantier, un mécanicien expert en cas de grosse panne, par exemple. Côté matériel, les délais sont encore plus importants : une pièce de rechange mettra environ 2 jours depuis Paris pour atteindre Calcutta, ou 1 mois par bateau depuis Le Havre. Au port ou à l’aéroport, il faudra ensuite compter entre quelques jours et quelques semaines pour la faire sortir de la douane. Le transport en camion depuis Calcutta, sur des routes dangereuses et en mauvais état, peut ensuite durer entre 2 et 3 semaines. Au total, la simple casse d’un élément courant de machine peut entraîner un arrêt de production de 2 mois si la pièce de rechange n’est pas disponible sur chantier ! Autant dire que la gestion des stocks suffisamment en amont – 6 mois de visibilité minimum sont nécessaires – est une condition sine qua non de la réussite du projet. C’est aussi la raison pour laquelle a été installé un atelier disposant d’un pont roulant, permettant de réaliser 95 % des réparations sur place.
Pourvus de toutes ces contraintes climatiques, logistiques, techniques et temporelles, les 350 m linéaires de parois moulées, normalement réalisables en 1 an environ sur un chantier « classique », sont ainsi fabriqués sur une période de 5 ans, selon un phasage très haché. Démarrés en 2016, les travaux devraient ainsi s’achever en 2020… juste avant la mousson !

 

Samuel Mallet, directeur projet, Soletanche Bachy


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