Transcript Présentation du projet d`arrêté technique sur la sécurité des barrages

Projet d'arrêté
fixant des prescriptions
techniques relatives à la
sécurité des barrages
CFBR – symposium 30-01-2014
Ministère de l'Écologie, du Développement Durable,08/04/2015
et de l'Energie
www.developpement-durable.gouv.fr1
Cadre réglementaire
• Décret du 22-10-2010 : zonage sismique
– pour les ouvrages à "risque spécial" (effets du séisme
non circonscrits au voisinage immédiat)
 un
arrêté doit préciser les actions sismiques
• Décret du 11-12-2007 : sécurité des ouvrages
hydrauliques
– explicitation des cas de charge à prendre en compte
dans l'évaluation des risques
 dans
toutes les situations de projet
 notamment les crues et le séisme
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Calendrier
• Version 1 – novembre 2012
– consultation services du MEDDE fin 2012/début 2013
• Version 2 – mai 2013
– consultation de la profession été 2013
2
réunions de présentation
 avis CFBR, AFPS, EDF, CNR, SHEM, VNF, EPTB, EP Loire,
Irstea, ADF, chambres d'agriculture, DREALs, JB. Kovarik
• Version 3 – janvier 2014
– consultation "officielle"
 services
de l'Etat, collectivités territoriales, Internet,
associations professionnelles, CTPBOH, CCEN, …
 objectif : 1er semestre 2014
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Structure de l'arrêté
Préambule
Art. 1-4
Ch I - Situations de projet
Art. 19
Actions et combinaisons d'actions
Art. 20-23
Ch II - Barrages neufs
ou travaux importants
Art. 25
Art. 5-18
Ch III
Barrages existants
Actions de l'eau
Art. 24 ; 26-27
Art. 44-45
Art. 46 ; 48
Art. 47
Batardage
Art. 28
Art. 29-37
Art. 38-39 ; 43
Art. 40-42
Action sismique
Autres actions
Art. 46 ; 49
Art. 46
Combinaisons d'actions
Art. 46
Dérogation
Art. 51
Art. 52
Art. 53
Ch IV – Dispositions diverses
Art. 50
Ch V - Date d'application
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Préambule (1/2)
• L'arrêté définit
– les situations de projet
 situations
normales d'exploitation
 situations transitoires ou rares
 situations accidentelles ou extrêmes
– les actions
 permanentes
 variables
 accidentelles
ou extrêmes, dont sismiques
 actions de l'eau : niveau de remplissage de la retenue dans
chaque situation de projet + niveau aval le cas échéant
– les combinaisons d'actions
 pour
vérification des états-limites des structures (hors arrêté)
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Préambule (2/2)
• L'arrêté ne définit pas
– les méthodes de calcul
– les paramètres de résistance des matériaux
– les états-limites de vérification
référence
à des guides techniques de la profession
reconnus par une décision du ministre chargé de
l'environnement
– (a priori les recommandations des GT crues, séismes,
barrages-poids, barrages en remblai)
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Situations de projet - ch I (1/3)
• Situations normales d'exploitation
– niveaux d'eau entre CmE et RN
 combinés
avec niveau aval (le plus défavorable)
– écrêteurs de crue
 tous
les niveaux de remplissage, y compris retenue pleine
– marnage fréquent (hebdomadaire ou plus)
 retenue
pleine
 retenue en vidange rapide
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Situations de projet - ch I (2/3)
• Situations rares ou transitoires
– crue exceptionnelle
 cote
des PHE
Dispositifs de sécurité
restent opérationnels
– séisme de base d'exploitation (SBE)
 au
moins pour organes crues / vid, barrages A, zones 2 à 5
– autres situations (notamment)
en cours et fin de construction (pressions interstit)
 transitoire de vidange (remblais peu drainants - masques)
 poussée de la glace
 perte d'une fonction de sécurité, notamment drainage ou
étanchéité, sauf si :
 transitoires
Classe du
barrage
A
B
C
D
Probabilité annuelle de dépassement
inférieure à
10-4
3 x 10-4
10-3
3 x 10-3
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Situations de projet - ch I (3/3)
• Situations accidentelles ou extrêmes
– crue extrême
 cote
de danger
Pas de libération incontrôlée
et dommageable de l'eau
– séisme d'évaluation de la sécurité (SES)
 y/c
réplique SES remblais A (si risque pressions interstitielles)
– autres situations (notamment)
 grand
glissement de terrain dans la retenue
 avalanche
 choc de bateau
 pour les barrages A et B :
– concomitance situation rare + perte étanchéité ou drainage,
sauf si :
Classe du
barrage
A
B
Probabilité annuelle de dépassement
inférieure à
10-5
3 x 10-5
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Actions et combinaisons d'actions
• Champ d'application
Barrages neufs
ou travaux importants
Barrages existants
Ch II – art 20 à 23
Entrée en vigueur
au [01/01/2015]
Ch III – art 44-45
Entrée en vigueur
au [01/01/2025]
Barrages autorisés neufs,
Classes A et B,
3
sauf classe D et V < 50000 m
autorisés ou concédés
Barrages A et B autorisés existants (autres que ceux des art 20 à 23)
Coût travaux > 30% valeur à neuf
Barrages concédés neufs,
sauf classe D et V < 50000 m3
Barrages A et B concédés existants
Travaux > 30% valeur à neuf,
explicitement prévus par la
concession
Délai de mise en conformité :
10 ans après entrée en vigueur
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Actions de l'eau (1/4)
• Types d'actions
– poussées hydrostatiques amont et aval,
– pressions hydrodynamiques
– sous-pressions ou régime de pressions interstitielles
 séisme
: sous-pressions pas modifiées pendant le séisme,
sauf sensibilité aux pressions interstitielles
– poussée de la glace
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Actions de l'eau (2/4)
• En situation exceptionnelle de crue
– hypothèses
 la
crue démarre à RN
 laminage de la retenue
 tous les évacuateurs fonctionnent
– période de retour (années) de la crue ≥ :
Classe du barrage
A
B
C
D
Barrages rigides
"Neufs"
Existants
3000
1000
1000
1000
300
100
Barrages en remblai
"Neufs"
Existants
10000
10000
3000
3000
1000
300
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Actions de l'eau (3/4)
• En situation extrême de crue
– hypothèses
 la
crue démarre à RN
 laminage de la retenue
 évacuateurs : toutes les possibilités de dysfonctionnement
– probabilité de dépasser la cote de danger
Classe du barrage
A
B
C
D
Probabilité annuelle de
dépassement de la cote de danger
"Neufs"
Existants
-5
10
10-5
3 x 10-5
3 x 10-5
10-4
10-3
– condition réputée satisfaite
 si
crue exceptionnelle sans l'organe le plus capacitif
< cote de danger
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Actions de l'eau (4/4)
• En situation extrême de batardage
– "neufs" uniquement
 sans
l'évacuateur le plus capacitif
 avec la possibilité de saisonnaliser les crues
 avec la possibilité d'un creux
Probabilité de dépasser la cote de danger
Classe du barrage
pendant la période de neutralisation
inférieure à
Barrages rigides Barrages en remblai
A
3 x 10-4
10-4
B
10-3
3 x 10-4
C
3 x 10-3
10-3
D
10-2
3 x 10-3
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Action sismique – SES (1/4)
Se (T) = ag S 2.5 
• Approche forfaitaire
– spectre de réponse
cf. Eurocode 8
coefficient de sol S
 accélérations
au rocher
Accélérations horizontales ag (en m/s2) Accélérations verticales agv (en m/s2)
Zone de Classe Classe Classe
Classe
Classe Classe Classe
Classe
sismicité
A
B
C
D
A
B
C
D
1
0,9
0,7
0,5
0,4
0,8
0,6
0,5
0,4
2
1,5
1,2
0,9
0,7
1,4
1,1
0,8
0,6
3
2,4
1,9
1,4
1,1
2,2
1,7
1,3
1,0
4
3,5
2,8
2,0
1,6
2,8
2,5
1,8
1,4
5
6,6
4,3
3,5
3,0
5,3
3,5
2,8
2,4
 coefficient
de sol S
(composante horizontale)
Classe de sol
A
B
C
D
E
ag ≤ 3,0 m/s2
1,0
1,35
1,5
1,6
1,8
3,0 < ag ≤ 6,6 m/s2
1,0
1,2
1,15
1,35
1,4
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Action sismique – SES (2/4)
Se (T) = ag S 2.5 
• Approche forfaitaire
– spectre de réponse
cf. Eurocode 8
coefficient de sol S
 valeurs
de TB, TC, TD (en secondes)
Classe
de sol
composante
horizontale
A
B
C
D
E
composante
verticale
ag ≤ 3,0 m/s2
TB
0,03
0,05
0,06
0,1
0,08
TC
0,2
0,25
0,4
0,6
0,45
3,0 < ag ≤ 6,6 m/s2
TD
2,5
2,5
2,0
1,5
1,25
ag ≤ 3,0 m/s2
TB
0,03
TC
0,2
TB
0,15
0,15
0,2
0,2
0,15
TC
0,4
0,5
0,6
0,8
0,5
TD
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
3,0 < ag ≤ 6,6 m/s2
TD
2,5
TB
0,15
TC
0,4
TD
2,0
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Action sismique – SES (3/4)
• Approche spécifique
– étude déterministe ou probabiliste
– si étude déterministe de type SMHV
active proche* OU H2V0.5 ≥ 30000  SMHV + 0.5 MSK
 faille active proche* ET H2V0.5 ≥ 30000  SMHV + 1.0 MSK
 faille
* faille active proche = moins de 10 km / site
– si étude probabiliste
Classe du barrage
Période de retour
(années)
A
B
C
D
5000 2500 1000 500
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Action sismique – SES (4/4)
• Modalités d'application
Barrages neufs ou existants
Classe de barrage –
Zone de sismicité Zi
Classe A situé en Z3 à Z5
Classe B situé en Z4 et Z5
Autres
Méthode
Spécifique avec seuil minimal
Forfaitaire ou
spécifique avec seuil minimal
– seuil minimal (ou "règle du N-1") : les accélérations
spectrales (pour la plage 0,2T0 - 2T0 et pour T = 0 ) ne sont
pas inférieures aux valeurs
 zone 1
 de la zone 1
 zones N = 2 à 4
 de la zone N-1
 zone 5
 70% de la zone 5
– tenir compte des effets de site (topographie, sol)
– réplique SES : approche spécifique
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Action sismique - SBE
• Approche forfaitaire ou spécifique
– approche forfaitaire
Accélération horizontale (m/s2)
au niveau d'un sol de type rocheux
Accélération verticale (m/s2)
au niveau d'un sol de type rocheux
Paramètres S, TB, TC, TD
Zone de sismicité
1
2
3
4
5
Sans
0,5 0,8 1,2 2,3
objet
Sans
0,4 0,6 1,0 2,0
objet
idem SES
– approche spécifique
T
= 200 ans
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Autres actions (1/2)
• Actions permanentes (notamment)
– gravité
 poids
propre
 poussée des sédiments
 charges d'exploitation
– déformations géométriques
 variations
thermiques
 variations volumiques des matériaux
 déformations des appuis
– précontrainte
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Autres actions (2/2)
• Actions variables (notamment)
– vent
comme force appliquée aux structures  EC1
 soit pour le calcul de la revanche
 soit
– vent T = 50 ans sur retenue à PHE
– vent T = 1000 ans sur retenue à RN
– charges routières
 quand
elles sont fréquentes et importantes / poids barrage
 EC1
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Combinaisons d'actions
Situation
Normale
Transitoire
ou rare
Accidentelle ou
extrême
Combinaisons
d'actions
Quasi
permanentes
Rares
Extrêmes
Actions
Permanentes
+ variables
+
eau
Permanentes
Permanentes
+ variables
+ variables
+
+
eau "normale"
eau "normale"
+
+
action spécifique à action spécifique à
la seule situation
la seule situation
considérée
considérée
Crue exceptionnelle :
Crue extrême :
Action de l'eau = PHE Action de l'eau = cote
de danger
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Autres dispositions
• Dérogation ministérielle (barrages existants)
– à partir d'une analyse coût-bénéfice
 travaux
disproportionnés / gain prévisible de sécurité
 et enjeux aval suffisamment réduits
• Evaluation des débits
– à compter du 01/01/2015, pour tout barrage A ou B
– sur la plage [1/4 module] – [T=500 ans]
Q
horaires : incertitude 50% si Qh > 4 x module
 QMJ : incertitude 20%
• Mesure des mouvements sismiques
– à compter du 01/01/2017
– barrages A "neufs" en zones de sismicité 3 à 5
– barrages A existants en zones 3 à 5, et H2V0.5 > 30000
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