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Wikibardig:Dispositifs d'auscultation

De Wikigeotech

Sommaire


Dispositifs d'auscultation

Les capteurs doivent répondre aux exigences suivantes:

  • robustesse et longévité car les appareils sont parfois inaccessibles après construction de l'ouvrage
  • facilité de la mesure qui doit pouvoir être réalisée dans de bonnes conditions de fiabilité par un opérateur non spécialisé
  • précision car les mesures sont souvent de faible amplitude
  • facilité dans la vérification de la qualité de la mesure
  • fidélité : toute dérive entraîne en effet une perte dans la qualité de l'interprétation; or, celle-ci repose fortement sur l'examen des évolutions
  • si possible, facilité de la maintenance.

La mesure par l'exploitant

Pour réaliser les mesures d'auscultation, l'exploitant peut utiliser divers outils, allant d'un tableau papier à un périphérique électronique portable.

Les conditions essentielles pour obtenir des séries de mesures fiables et de qualité nous paraissent être les suivantes :

· les différents instruments de mesure doivent être clairement identifiés avec un système qui ne laisse aucune ambiguïté (par exemple une lettre par type d'instrument, une éventuelle identification de la rive ou de la galerie et une numérotation dans un ordre logique). Avec le temps et les différentes évolutions apportées au système d'auscultation, il peut parfois être intéressant de reprendre complètement un système d'identification qui serait devenu trop complexe ;

· le repérage des instruments doit également être rigoureux avec un report sur des vues en plan et des coupes ;

· les systèmes de mesure doivent être facilement accessibles et bien éclairés.

Lorsque l'opérateur effectue une mesure (éventuellement répétée si la consigne le prescrit), il doit vérifier si la mesure est dans la gamme des mesures précédentes. Cette opération est largement facilitée quand l'opérateur utilise un outil de saisie électronique qui contient cette fonctionnalité d'aide. Mais, même en cas de saisie sur un tableau papier, on peut y faire figurer les plages habituelles de variation des mesures. En cas de mesure “anormale” (c'est-à-dire sortant des plages habituelles de variation de l'appareil considéré), l'opérateur effectue une vérification du bon fonctionnement de l'appareil, puis renouvelle la mesure.

De retour au bureau, l'opérateur archive les mesures dans la base de données dédiée. Cette opération s'effectue automatiquement si l'on a utilisé un outil électronique lors de la tournée. Une saisie numérique est nécessaire au bureau en cas d'utilisation d'un tableau papier lors de la tournée ; des erreurs de retranscription des données sont alors possibles. Ensuite, il convient d'afficher à l'écran le graphe des mesures brutes, ce qui permet visuellement d'identifier une mesure “anormale” (au même sens que ci-dessus) qui n'aurait pas été repérée lors de la tournée ou qui serait le fruit d'une erreur de saisie. Le cas échéant, un retour sur le terrain pour vérification de l'instrument et nouvelle mesure permettra de confirmer ou d'infirmer la mesure initiale.

Cette analyse, que l'on qualifie souvent de “premier niveau”, peut être un peu plus approfondie. En particulier, le tracé du graphe des mesures brutes en regard de la cote du plan d'eau permet de détecter des mesures qui se détachent des tendances habituelles. Enfin, certains logiciels permettent, au niveau de leur module de saisie, de déceler les mesures situées en dehors d'une plage pré-imposée pour chaque instrument, cet intervalle étant mobile en fonction de la saison et de la cote du plan d'eau.

Si le caractère “anormal” de la mesure persiste, l'opérateur doit alors en informer sa hiérarchie et le cas échéant le bureau d'études et le service de contrôle (exemple : forte montée piézométrique sur quelques jours, déplacement excessif d'un pendule). On entre alors dans le cadre des procédures de gestion de situations anormales voire de crise.

Différents types d'instruments d'auscultation sont disponibles :

Le dispositif d'auscultation est spécifique à chaque barrage et dépend de son type, de ses dimensions et des points particuliers à surveiller. Il a vocation à évoluer pendant la vie de l'ouvrage, certains appareils pouvant être délibérément abandonnés après la première mise en eau ou après plusieurs années d'exploitation, d'autres appareils pouvant être rajoutés en cas d'anomalie décelée par l'observation visuelle ou l'auscultation.

Les tableaux des dispositifs d’auscultation en fonction du type et de la classe des ouvrages ne prétendent pas à l'exhaustivité. Il s'agit seulement de donner quelques principes généraux, qui doivent bien sûr être adaptés au cas par cas.

Dispositif d'auscultation recommandé pour un barrage en remblai homogéne

Mesures à prévoir Classe C Classe B Classe A
Cote du plan d'eau Limnimètre Limnimètre Limnimètre
Mesures topographiques En général non nécessaires Mesure des tassements et des déplacements amont aval (nivellement et alignement). Mesure des tassements et des déplacements amont aval (nivellement et alignement).
Mesure de la piézométrie En général non nécessaire, sauf surveillance de zones humides apparaissant sur le talus aval ou en pied de barrage - un ou plusieurs profils amont aval équipés de cellules de pression de part et d'autre du noyau et du drain (si barrage zoné), et en fondation


- un profil rive à rive sur la risberme, équipé de piézomètres à crépine longue

- quelques piézomètres en pied aval du barrage et sur les rives en aval du voile d'étanchéité.

- un ou plusieurs profils amont aval équipés de cellules de pression en amont et en aval et dans le noyau et de part et d’autre du drain (si barrage zoné), et en fondation


- un profil rive à rive sur la risberme, équipé de piézomètres à crépine longue

- quelques piézomètres en pied aval du barrage et sur les rives en aval du voile d'étanchéité.

Mesure des débits une mesure globale des débits collectés par le fossé de pied (scindée éventuel-lement en RD-RG) - mesures globales des débits RD-RG scindées éventuellement par zones

- mesures individuelles aux exutoires des drains.

- mesures globales des débits RD-RG scindées par zones

- mesures individuelles aux exutoires des drains.

Dispositif d'auscultation recommandé pour un barrage à masque amont

Mesures à prévoir Classe C Classe B Classe A
Cote du plan d'eau Limnimètre Limnimètre Limnimètre
Mesures topographiques non Mesure des tassements par bornes de nivellement

peuvent être non nécessaires si remblai en enrochements

Mesure des tassements par bornes de nivellement implantées sur le couronnement, sur le masque amont et sur les risbermes du talus aval.
Mesure de la piézométrie en général non nécessaire, sauf surveillance de zones humides apparaissant à l’aval ou sur les rives - un ou plusieurs profils amont aval équipés de cellules de pression dans le remblai et en fondation, en aval de l’étanchéité

- un profil rive à rive sur la crête ou sur la risberme, équipé, tous les 20 à 30 m, de piézomètres à crépine longue

- quelques piézomètres en pied aval du barrage et sur les rives.

- un ou quelques profils amont aval équipés de cellules de pression dans le remblai et en fondation, en aval de l’étanchéité

- un profil rive à rive sur la crête ou sur la risberme, équipé, tous les 20 à 30 m, de piézomètres à crépine longue

- quelques piézomètres en pied aval du barrage et sur les rives.

Mesure des débits - une mesure globale des débits à l’exutoire du système de drainage

- en cas de géomembrane non protégée, compartimentage du dispositif

- mesure des débits à chacun des exutoires du système de drainage

- éventuellement mesure globale des débits collectés par le fossé de pied aval.

- mesure des débits à chacun des exutoires du système de drainage

- éventuellement mesure globale des débits collectés par le fossé de pied aval.

Dispositif d'auscultation recommandé pour un barrage poids

Mesures à prévoir Classe C Classe B Classe A
Cote du plan d'eau Limnimètre Limnimètre Limnimètre
Mesures topogra-phiques - non indispensable

- le cas échéant, mesures d’alignement sur le couronnement (un point par plot)

- mesures d’alignement (et éventuellement de nivellement) sur le couronnement à raison d’un point par plot

- vinchons en partie haute aux joints entre plots - si possible, pendule sur le plot de plus grande hauteur - éventuellement élongamètres subhorizontaux débouchant en galerie.

- mesures d’alignement et de nivellement sur le couronnement à raison d’un point par plot

- mesure des déplacements en crête par pendule - vinchons en partie haute aux joints entre plots - si possible, pendule sur le plot de plus grande hauteur - éventuellement élongamètres subhorizontaux débouchant en galerie.

Mesure

de la piézométrie

non indispensable - piézomètres forés en galerie ou depuis le pied aval du barrage.

- cellules de pression au contact fondation – barrage

- quelques piézomètres sur les rives en aval du barrage

- piézomètres forés en galerie ou depuis le pied aval du barrage.

- cellules de pression au contact fondation – barrage

- quelques piézomètres sur les rives en aval du barrage

Mesure des débits une mesure globale du débit en pied aval - mesure globale du débit en pied aval et en sortie de galerie, scindée RD-RG

- mesure individuelle des drains débitant significativement.

- mesure globale du débit en pied aval et en sortie de galerie, scindée RD-RG

- mesure individuelle des drains débitant significativement

- mesure des débits des drains de fondation

- Mesure des débits au droit de venue d’eau identifiée

Dispositif d'auscultation recommandé pour un barrage voûte

Mesures à prévoir Classe C Classe B Classe A
Cote du plan d'eau Limnimètre Limnimètre Limnimètre
Mesures topogra-phiques - non indispensable - pendule en clé de voûte et éventuellement en rives

ou

- topographie par planimétrie de repères scellés sur le parement aval

- pendule en clé de voûte et éventuellement en rives

ou

- topographie par planimétrie de repères scellés sur le parement aval


Mesure des déformations - non indispensable - Suivi de fissure en pied amont par élongamètre - Suivi de fissure en pied amont par élongamètre
Mesure

de la piézométrie

- non indispensable - piézomètres en rives et en pied aval du barrage. - piézomètres en rives et en pied aval du barrage.
Mesure des débits - une mesure globale du débit en pied aval - mesure globale du débit en pied aval, scindée RD-RG

- mesure individuelle des drains débitant significativement.

- mesure globale du débit en pied aval, scindée RD-RG

- mesure individuelle des drains débitant significativement.



Rappel des liens accessibles sur cette page :



Références

Poupard M. & Royet P. (2001). La surveillance des barrages. CFGB Colloque Technique, Aix-en-Provence, France.

Royet P. 2006, La surveillance et l’entretien des petits barrages. Edition Quae, Paris 2006.78 p.

Pour plus d'information sur l'auteur : Irstea - UR RECOVER - Equipe G2DR


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