Barrage de Vouglans

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Barrage de Vouglans

Localisation
Pays	France
Cours d’eau	Ain
Objectifs et impact
Vocation	Énergie
Année de mise en service	1970
Structure
Type	Barrage "voute pure"
Hauteur du barrage (lit rivière)	103 m
Réservoir
Volume du réservoir	605 Mm³
Surface du réservoir	1 600 ha
Centrale hydroélectrique
Capacité énergétique	262 MW
Production annuelle	235 GWh/an
Barrage - hydrologie

[modifier] Historique

Au cours du XX^e siècle, une dizaine de petits barrages ont été construits le long de la vallée de l'Ain, pour produire l'électricité nécessaire aux cités environnantes. Ils étaient néanmoins incapables de réguler le cours de cette rivière capricieuse dont les crues étaient ressenties jusqu'à Lyon. Au début des années 50 nait l'idée de contruire un gigantesque barrage pour contrôler sainement la rivière tout en produisant une grande quantité d'électricité pour rentabiliser l'investissement. Entre 1956 et 1960, les premières études générales mettent en évidence l'intérêt du site de Vouglans; les sondages réalisés confirment la qualité du rocher. La demande de concession est déposée en juillet 1957. L'enquête publique a lieu en octobre 1960. En 1961, d'importants travaux sont exécutés afin de reconnaître le réseau de circulation souterraines qui s'articulent autour de la caborne de Menouille et d'explorer la zone des appuis du barrage.

[modifier] La construction

Les travaux préparatoires débutent en 1962. Avant l'ouverture du chantier, des aménagements d'habitations sont entrepris à Orgelet et aux abords de Vouglans, pour le personnel ; des routes sont élargies et de nouvelles circulations créées. Le barrage est conçu par la société Coyne-Bellier. EDF confie les travaux de génie civil à "l'Entreprise Industrielle", spécialisée dans ce type de chantier. La construction débute en 1963 par le creusement d'un tunnel de dérivation provisoire de 225 m de long et de 8,5m de large qui détourne la rivière de son cours initial. Les batardeaux sont construits en même temps. Les véritables travaux commencent en juin 1964.

Le chantier est organisé en 6 groupes :

Extraction des produits d'une ballastrière (carrière située en bordure de l'Ain dans laquelle étaient puisés les graviers déstinés à la fabrication du béton) située près de Menouille
Intallations de préparation des granulats, placées au dessus de la falaise qui domine la rive droite du barrage
Zone de stockage et de distribution du ciment provenant des carrières de Champagnole
Centrales à béton situées sur la rive droite, en dessous des installations de préparation des granulats. 2 tours produisent 125m³ de béton à l'heure
Equipements de mise en place du béton pour le barrage
Equipements de mise en place du béton des autres ouvrages

Pendant 5 ans, plus de 450 personnes vont travailler sur cet immense chantier qui vit pratiquement en autarcie.

La mise en eau du barrage débute le 12 avril 1968, après la démolition de tous les bâtiments destinés à être submergés : les villages du Bourget et de Brillat, la chartreuse de Vaucluse dont seul le portail d'entrée est démonté et remonté une centaine de mètres plus haut. Les ponts de la Pyle et de Brillat sont remplacés par le nouveau pont de la Pyle qui est construit en même temps que la barrage.

[modifier] Le barrage

Plan d'ensemble

Le barrage de Vouglans est le premier barrage conçu avec une voûte "pure" avec arcs horizontaux en forme de spirale. Lors de l'étude préalable à la construction, les trois premiers modèles en plâtre montrèrent les avantages de cette voûte spirale par rapport à la voûte cylindrique classique, meilleure transmission des efforts sur les rives, etc... Il est implanté à l'amont des deux hameaux de Vouglans et de Menouille, dans une gorge de 200 m de profondeur. D'une hauteur de 103 m au-dessus du niveau de l'Ain et de 130 m au-dessus de ses fondations, son développement en crête est de 425 m. 545 000 m³ de béton ont été nécessaires pour construire cet ouvrage de 25 m d'épaisseur au pied et de 6 m en crête. L'évacuation des crues se fait par 4 vannes segments pouvant évacuer au total 1600 m³/s et par 2 vannes de vidanges de fond évacuant 450 m³/s Le barrage est divisé en 29 plots et deux massifs d'extrémité. Les 5 kilomètres de galeries dans le barrage et les massifs d'appuis, permettent l'accès au réseau d'auscultation qui comprend 300 témoins sonores, 6 lignes de pendules, un réseau de drainage et de pièzométrie, et un réseau de fils de fondation. A l'aval du barrage se trouve le bassin d'amortissement qui, avec un matelas d'eau de 25 m et un fond en béton armé ancré dans le rocher, permet la dissipation de l'énergie correspondant à un débit de crue de 2050 m³/s.

[modifier] L'usine

vue en plan de l'usine

Cette usine de moyenne chute est semi souterraine, située en rive droite à environ 100 m à l'aval du barrage. Comprenant 3 turbines Francis à axe vertical d'une puissance de 68000 kw chacune pour un débit de 85 m³/s et un groupe réversible turbine-pompe d'une puissance de 58000 kw pour un débit de 70 m³/s. Ce groupe réversible était à l'époque le modèle le plus puissant en France. Son modèle réduit au 1/10ème pour expérimentation est actuellement exposé dans la salle des machines. Chaque turbine est alimentée par une conduite forcée de 4,5 m de diamètre passant sous le barrage, venant des puits de prise d'eau situés à l'amont du barrage en rive droite. Ces puits creusés dans le rocher et prolongés par des tours en béton, d'une hauteur de 100 m et d'un diamètre de 12 m sont alimentés en eau au travers d'une grille de 300 m' à la côte 372. A la partie supérieure des puits sont installés les servomoteurs des vannes de prise d'eau et tête de conduite. L'énergie produite en 10000 volts est élevée en 225000 volts par 2 transformateurs de 160 MVA à 3 enroulements. La production moyenne annuelle de 300 millions de kwh équivaut à la consommation des villes de Bourg-en-Bresse et d'Oyonnax réunies.

[modifier] Caractéristiques

Plan d'ensemble

Elévation amont

Elévation aval

Coupe transversale sur une vidange de fond

Coupe transversale sur un évacuateur de surface et au droit de la vidange basse de mise en eau

Hydrologie
- Bassin versant : 112 km²
- Débit moyen annuel : 38 m³/s
- Apports moyens annuels : 1200 Mm³
- Crue maximum envisagée : 1800 m³/s

La retenue :
- Cote 430 NGF
- Volume total du lac : 605,7 millions de m³
- Volume utilisable : 425 millions de m³
- Surface du lac : 1600 ha
- Hauteur de la tranche utile : 34m

Barrage en voute pure
- Volume de béton du barrage : 545000 m³
- Volume des fouilles en alluvions : 560000 m³
- Volume des fouilles dans le rocher : 150000 m³
- Crête du barrage : 430 NGF
- Hauteur maximum entre le niveau amont et aval : 103m
- Hauteur au dessus des fondations : 130m
- Epaisseur moyenne à la base : 25m
- Epaisseur moyenne en crête : 6m
- Développement en crête : 425m
- Cote moyenne de restitution : 329 NGF
- Chute brute maximum : 100m
- Puissance maximale disponible : 258 MW
- Productibilité annuelle moyenne : 235,5 GWh

Equipement du barrage :
- Evacuateurs de crues :
  - Capacité d'évacuation à la cote 429 NGF : 1600 m³/s
  - 4 évacuateurs de surface, seuil à 421 NGF, obturés par 4 vannes "segment" commandées par servo-moteur à huile
- Vidanges
  - Capacité d'évacuation à la cote 429 NGF : 450 m³/s
  - 2 vidanges de fond, seuil à 356 NGF
  - 1 vanne auxiliaire de mise en eau (vidange basse) "à glissières", seuil à 324 NGF
- Bassin d'amortissement
  - Surface : 4800 m²
  - Hauteur d'eau sous déversement : 35m
- Prise d'eau
  - Ouvrage de prise avec grille inclinée de 300 m² de surface utile
  - 2 puits de 12m de diamètre, comprenant chacune une vanne batardeau de prise d'eau "chenille", seuil à 365NGF
  - 2 vannes de têtes de conduite forcée "chenille", seuil à 323,5NGF
- Conduites forcées
  - 4 galeries blindées de 4,5m de diamètres, bloquées au rocher
- Ausucltation du barrage et des rives
  - 300 témoins sonores
  - 5 lignes de pendules
  - voyants topographiques
Equipement de l'usine :
- turbines
  - 3 turbines Francis à axe vertical, équipées d'un vannage étanche.
    - Vitesse : 214 tr/mn
    - Emballement 435 tr/mn
    - Puissance nominale pour 75 m³/s : 62500kW
    - Surpuissance pour 85 m³/s : 68000kW
  - 1 groupe réversible turbine-pompe à axe vertical
    - puissance nominale en turbine pour 39m3/s : 58800kw
- Alternateurs
  - 3 alternateurs de 80 MVA sous 10,3kV - 50 Hz
  - 1 alternateur-moteur de 70 MVA sous 10,3kV - 50 Hz
- Disjoncteurs de groupe : 4 disjoncteurs à air comprimé - pouvoir de coupre : 2000 MVA - Intensité nominale : 6000 A - Tension de service : 10,3kV
- Transformateurs
  - 2 transformateurs de 160 MVA à trois enroulements. Primaire : 2x80 MVA, 10,3kV, triangle. Secondaire : 160 MVA, 240kV, étoile - Neutre sortie
  - Evacuation de l'énergie par cables à huiles 225kV jusqu'au poste de Vouglans
- Production moyenne : 300 millions de kWh/an