Sûreté des évacuateurs de crues de barrage. Enquête sur les projets d’évacuateurs de crues postérieurs à la publication des recommandations CFBR 2013 et enseignements – Comparaison aux pratiques internationales – Accidentologie récente des évacuateurs de crues - IRSTEA - Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (<b>anciennement Cemagref</b>) Accéder directement au contenu
Rapport (Rapport Technique) Année : 2021

Sûreté des évacuateurs de crues de barrage. Enquête sur les projets d’évacuateurs de crues postérieurs à la publication des recommandations CFBR 2013 et enseignements – Comparaison aux pratiques internationales – Accidentologie récente des évacuateurs de crues

Résumé

The analysis of project criteria adopted in France since 2012 is based on a large population of 63 VCA revision projects. The 2013 CFBR recommendations have been the basic reference for consulting engineering, with the exception of EDF which uses its own standard (for 25% of the projects studied) following the example of other operators in other other countries which also have their own standards (Hydro-Quebec, USACE, USBR, TVA, ETC.). The return periods of the exceptional flood respect almost all the CFBR 2013 recommendations. The VCA projects analyzed show the consideration of an extreme flood in 85% of the cases. The return periods for reaching the danger level respect the CFBR 2013 recommendations in 85% of the cases for Class A dams and in 66% of the Class A dams and in 66% of cases for all classes. In the analysis of regulations made through Bulletin 170, we did not see a distinction between new dams and dams in service, on this issue of spillway safety and sizing. However, Bulletin 170 is not comprehensive on international practices and does not indicate how the retrofitting of in-service dams is carried out. In Canada, the United States and Australia, the regulatory framework coexists with professional recommendations, which often provide more stringent criteria. The range of return periods for exceptional floods is very wide, from 100 years to more than 100,000 years (several countries). 100,000 years (several countries adopting the PMF). This range is significantly reduced if we are interested in reduced if we are only interested in European countries (between 1000 and 10 000 years), the CFBR recommendations and French regulations are in the middle of the distributions. The safety criteria associated with the exceptional flood vary significantly from one country to another , in particular for the availability of the gates (y/c in presence of ice jams) or the freeboard. Ten countries (36%) prescribe (or recommend) to take into account an extreme flood, for large dams, in addition to the exceptional flood. The criteria associated with the extreme flood are relatively homogeneous: in an extreme flood situation, the dam can suffer from disorders, but without but without its ultimate safety being called into question. The practice of a double verification of exceptional and extreme floods is therefore not in the majority, but this is to be put into perspective because some countries adopt a very high exceptional flood (PMF) which which covers the extreme floods. The analysis of the accidentology covered 36 accidents and major incidents that have occurred since 2000, including 9 cases of 2000, including 9 cases in France. This abundant accidentology shows the importance of safety of spillways in the safety of a dam. The hydrological and hydraulic design is involved (or suspected) in about half of the cases, sometimes half of the cases, sometimes concomitantly with other factors. The lessons learned from these case studies also allow to highlight the other key subjects, decisive factors in the failure decisive factors in the failure scenario or in the ultimate resistance of the dam. Most of these topics of these topics are addressed in the 2013 CFBR Recommendations, but some may deserve new developments merit further development and/or revision of the recommendations: - Structural strength of spillways; - Rock erosion resistance downstream of concrete dams; - The resistance to flooding erosion of embankment dams; - Kinetics of events VS the time required for decisions and actions; - Reliability of the control system; - Safety in operation; - The update of the "Flood Assessment Recommendations" section of the 2013 CFBR recommendations of the CFBR 2013, knowing that the quality of the hydrological studies used as input data is essential; - Enriching the chapter "Spillway sizing for floating bodies of the CFBR 2013 recommendations; - To propose a global functional approach of the passage of the floods, by distinguishing the sub-functions of control of the flow to be discharged, transfer of the flow to be discharged and downstream dissipation of the power of the discharged flow, and the control of erosion. of erosion. Finally, the work of our WG has highlighted the need to clarify and stabilize the terminology.
L’analyse des critères de projet adoptés en France depuis 2012 est basée sur une population importante de 63 projets de révision d’EVC. Les recommandations CFBR 2013 ont constitué le référentiel de base pour l’ingénierie-conseil, à l’exception d’EDF qui utilise son propre référentiel (pour 25% des projets étudiés) à l’instar d’autres opérateurs dans d’autres pays qui ont également leurs propres référentiels (HydroQuébec, USACE, USBR, TVA, …). Les périodes de retour de la crue exceptionnelle respectent quasiment toutes les recommandations CFBR 2013. Les projets d’EVC analysés montrent la prise en compte d’une crue extrême dans 85% des cas. Les périodes de retour de l’atteinte de la cote de danger respectent les recommandations CFBR 2013 dans 85% des cas pour les barrages de classe A et dans 66% des cas toutes classes confondues. Dans l’analyse des règlementations faite à travers le Bulletin 170, nous n’avons pas vu de distinction entre barrages neufs et barrages en service, sur cette question de la sécurité des évacuateurs de crues et de leur dimensionnement. Toutefois, le bulletin 170 n’est pas exhaustif sur les pratiques internationales et n’indique pas comment la remise à niveau des barrages en service est réalisée. Au Canada, aux Etats-Unis et en Australie, le corpus réglementaire coexiste avec des recommandations professionnelles, qui proposent des critères souvent plus contraignants. La gamme de période de retour des crues exceptionnelles est très large, allant de 100 ans à plus de 100 000 ans (plusieurs pays adoptant la PMF). Cette gamme est sensiblement réduite si l’on s’intéresse uniquement aux pays européens (entre 1000 à 10 000 ans), les recommandations CFBR et la réglementation française se situant au centre des distributions. Les critères de sécurité associés à la crue exceptionnelle varient sensiblement d’un pays à l’autre, en particulier pour la disponibilité des vannes (y/c en présence d’embâcles) ou la revanche. Dix pays (36%) prescrivent (ou recommandent) de prendre en compte une crue extrême, pour les grands barrages, en plus de la crue exceptionnelle. Les critères associés à la crue extrême sont relativement homogènes : en situation extrême de crue, le barrage peut subir des désordres, mais sans que sa sécurité ultime soit mise en cause. La pratique d’une double vérification crue exceptionnelle et crue extrême n’est donc pas majoritaire, mais cela est à relativiser car certains pays adoptent une crue exceptionnelle très élevée (PMF) qui couvre donc les crues extrêmes. L’analyse de l’accidentologie a porté sur 36 accidents et incidents majeurs survenus depuis l’an 2000, dont 9 cas en France. Cette accidentologie abondante montre l’importance que revêt la sûreté liée aux évacuateurs de crues dans la sûreté d’un barrage. Le dimensionnement hydrologique et hydraulique est en cause (ou est suspecté) dans environ la moitié des cas, parfois concomitamment avec d’autres facteurs. Les enseignements de ces cas d’études permettent de mettre aussi en évidence les autres sujets-clé, facteurs décisifs dans le scénario de rupture ou dans la résistance ultime du barrage. La plupart de ces sujets sont abordés dans les Recommandations CFBR de 2013, mais certains peuvent mériter des développements nouveaux et/ou une révision des recommandations : - La résistance structurelle des évacuateurs ; - La résistance à l’érosion du rocher à l’aval des barrages en béton ; - La résistance à l'érosion par submersion des barrages en remblai ; - La cinétique des événements VS le temps nécessaire aux décisions et actions ; - La fiabilité du contrôle-commande ; - La sécurité en exploitation ; - L’actualisation de la partie « Recommandations pour l'évaluation des crues » des recommandations CFBR 2013, sachant que la qualité des études hydrologiques utilisées en données d’entrée est essentielle ; - Enrichir le chapitre « Dimensionnement des évacuateurs vis-à-vis des corps flottants des recommandations CFBR 2013 ; - Proposer une approche fonctionnelle globale du passage des crues, en distinguant les sous fonctions de contrôle du débit à évacuer, de transfert du débit à évacuer et de dissipation aval de la puissance de l’écoulement évacué, et la maitrise du contrôle de l’érosion. Enfin, les travaux de notre GT ont mis en évidence la nécessité de préciser et stabiliser la terminologie.

Mots clés

Fichier principal
Vignette du fichier
CFBR_SureteEvacuateursCruesBarrages2021.pdf (4.57 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte

Dates et versions

hal-03295421 , version 1 (22-07-2021)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03295421 , version 1

Citer

Laurent Peyras, Luc Deroo, Paul Royet, Thibaut Ulrich, Stéphan Aigouy, et al.. Sûreté des évacuateurs de crues de barrage. Enquête sur les projets d’évacuateurs de crues postérieurs à la publication des recommandations CFBR 2013 et enseignements – Comparaison aux pratiques internationales – Accidentologie récente des évacuateurs de crues. [Rapport Technique] CFBR. 2021, pp.www.barrages-cfbr.eu. ⟨hal-03295421⟩
103 Consultations
96 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More