EDF-DPIH Mémoire Technique Mise en Place d’un Groupe de Restitution au Barrage de LUZIERES

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Électricité de France Division Production Ingénierie Hydraulique

IMPLANTATION D’UN GROUPE DE RESTITUTION

DU DEBIT RESERVE AU BARRAGE DE LUZIERES

MEMOIRE TECHNIQUE

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Sommaire

1. CONTEXTE ET OBJET ................................. .....................................................................................3 2. LOCALISATION DU PROJET ............................ ................................................................................3 3. DESCRIPTION SUCCINCTE DES OUVRAGES EXISTANTS ...... .......................................................4 4. DESCRIPTION DU PROJET...............................................................................................................5

4.1 CARACTERISTIQUES DU GROUPE .........................................................................................................5 4.2 IMPLANTATION – DISPOSITIONS GENERALES ...............................................................................6 4.3 CONDUITE D’AMENEE .......................................................................................................................7 4.4 GROUPE DE PRODUCTION ..............................................................................................................7 4.5 LE BATIMENT DU GROUPE ...............................................................................................................8 4.6 L’OUVRAGE DE RESTITUTION .........................................................................................................9 4.7 POSTE D’EVACUATION D’ENERGIE .................................................................................................9 4.7 ORGANISATION DU CHANTIER ...................................................................................................... 10 4.8 ACCES CHANTIER........................................................................................................................... 10 4.9 INSTALLATIONS DE CHANTIER ...................................................................................................... 10 4.10 PLANNING DE REALISATION................................................................................................................... 11

5. COUTS ............................................................................................................................................. 11 6. ANNEXES ........................................................................................................................................ 11

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1. CONTEXTE ET OBJET

Le débit réservé réglementaire au barrage de LUZIERES est depuis le 01/01/2014 de 1,40 m3/s. Il est délivré actuellement au travers d’une conduite forcée piquée sur la galerie d’alimentation de l’usine de CARLA en rive gauche du barrage, munie d’une vanne de réglage.

EDF propose d’installer un groupe de restitution, raccordé en dérivation de la conduite forcée actuelle du débit réservé, en rive gauche du barrage.

Un piquage en Y sera réalisé sur la conduite forcée existante qui alimente actuellement une vanne à opercule servant de by-pass.

La présente note a pour objet la présentation technique de ce groupe de restitution, pour lequel les ouvrages à réaliser se limitent à :

- réaliser un piquage en Y sur la conduite forcée d’alimentation du Qr actuel et déplacer la vanne guillotine existante à l’extrémité de cette même conduite forcée.

- raccorder une nouvelle conduite forcée d’alimentation du futur groupe de restitution,

- Construire un petit bâtiment qui abritera le groupe de production ainsi qu’un bâtiment préfabriqué où seront situés les équipements électriques et mécaniques et à un petit ouvrage qui permettra la restitution du débit turbiné dans la rivière Agout.

Nota : les études de conception ainsi que la maîtri se d’œuvre de réalisation ont été réalisées par EDF CIH assisté par ENERGIALYS. Les données techniques de ce mémoire technique sont donc issues de ces études.

2. LOCALISATION DU PROJET

Le barrage de LUZIERES est localisé sur la commune de VABRE dans le département du Tarn (81) à une centaine de kilomètres au Sud-Est de Toulouse.

Fig. 1 : plan de situation (source Géoportail ©)

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3. DESCRIPTION SUCCINCTE DES OUVRAGES EXISTANTS

Le Barrage de LUZIERES est un barrage de type « poids » d’une longueur de 123m constitué de 2 vannes

secteur évacuateur de crue.

La prise d’eau située au départ de la galerie qui canalise les eaux vers la centrale de Carla (pour être turbinées)

est implantée à l’amont immédiat en rive gauche du barrage de Luzières.

Pour accéder à la galerie d’alimentation de la centrale de Carla, une galerie technique a été réalisée partant

de l’aval du barrage en rive gauche et allant rejoindre la galerie d’alimentation de la centrale de Carla.

En bout, cette galerie technique est fermée par une porte étanche en acier. Sur le côté de la galerie est

installé un piquage DN600 en acier muni d’une vanne guillotine d’isolement, raccordée sur la conduite ; cette

dernière part vers l’aval du barrage et assure actuellement la restitution du débit réservé.

Dans le cadre de la Loi sur l’Eau et les Milieux Aquatiques (LEMA) la valeur du débit réservé a été augmentée début 2014, passant de 0,8m3/s à 1,40 m3/s.

Fig. 2 : Vue aérienne des ouvrages (source Géoportail ©)

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4. DESCRIPTION DU PROJET

Le projet présenté consiste à installer un groupe de turbinage d’une puissance de 220 kW, simple réglage

(directrices mobiles) pour récupérer l’énergie du nouveau débit réservé imposé par la loi sur l’Eau.

Après turbinage, l’eau sera restituée en pied du barrage de Luzières, à côté du point de restitution actuel,

pour maintenir la vie piscicole en rivière.

Pour se faire, le MOE propose la réalisation d’un piquage sur la conduite forcée actuelle en acier en DN 600

en sortie de galerie, allant rejoindre le pied du barrage.

4.1 CARACTÉRISTIQUES DU GROUPE

Les caractéristiques principales du second groupe de restitution sont précisées dans le tableau suivant :

Débit réservé (depuis 2014)................................................ 1 400 l/s

Cote des plus Hautes Eaux (PHE) ........................................ 335,30 NGF

Cote de retenue normale (RN)............................................ 335,00 NGF

Cote de retenue moyenne ................................................. 333,50 NGF

Cote de retenue minimum ................................................. 330,00 NGF

Cote de retenue minimum pour le turbinage ....................... 330,00NGF

Variation du plan d’eau amont ........................................... 4,80 m

Cote de restitution aval barrage mini .................................. 316,00 NGF

Cote de restitution moyenne ............................................. 316,50 NGF

Hauteur de chute maxi ..................................................... 18,50 m

Hauteur de chute moyenne ............................................... 17,00 m

Hauteur de chute mini ...................................................... 13,50 m

Pression maximum de dimensionnement des matériels (PMIS) 5 bars

Diamètre de la conduite d’alimentation .............................. 0,60 m

Perte de charge conduite d’alimentation ............................. 1 m environ

Hauteur de chute nette maxi ............................................. 17,50 m

Hauteur de chute nette moyenne ...................................... 16 m

Hauteur de chute mini pour le turbinage ............................. 12,50 m

Débit turbinable............................................................... 1 400 l/s

Puissance maxi du groupe ................................................. 220 kW

Puissance moyenne du groupe ........................................... 188 kW

Puissance mini du groupe .................................................. 135 kW

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4.2 IMPLANTATION – DISPOSITIONS GENERALES

Le groupe de restitution sera raccordé à la conduite d’alimentation de la file Qr actuelle (future file by-pass) par l’intermédiaire d’une conduite forcée piquée sur un Y entre la vanne guillotine actuelle et l’aval du barrage.

Le petit bâtiment à construire sera implanté en rive gauche du barrage à l’aval immédiat du barrage sur une bande de terrain existante entre l’accès à la galerie technique et le mur guideau RG du barrage.

Figure 3 : Implantation des ouvrages existants et à réaliser

Bâtiment abritant le groupe de restitution

Nouveau piquage en Y et nouvelle CF

Local préfabriqué abritant les équipements électriques et mécaniques

Vanne guillotine déplacée en bout de

conduite

Barrage existant

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4.3 CONDUITE D’AMENEE

Le groupe de restitution sera alimenté par la conduite forcée d’alimentation du by-pass actuel

Un piquage sera réalisé entre la vanne à opercule existante sur la conduite forcée du by-pass actuel et l’aval du barrage.

Un piquage avec la mise en place d’un Y permettra de raccorder d’une part la nouvelle conduite forcée d’alimentation du groupe de restitution et d’autre part la conduite by-pass, qui permettra la restitution du Qr en cas d’arrêt de la turbine.

La vanne guillotine actuellement en place dans la galerie technique sera déplacée pour être positionnée à l’extrémité aval de la conduite by-pass.

Une vanne de pied DN600 à motorisation électrique sera installée en amont du groupe de turbinage.

Figure 4 : Implantation de la nouvelle conduite forcée

4.4 GROUPE DE PRODUCTION

Le groupe de production proposé sera du type turbine “KAPLAN-BULBE” en conduite. Le groupe est composé d’une turbine et d’un alternateur à entraînement direct (pas de multiplicateur),

Les caractéristiques principales de la turbine sont les suivantes (au stade actuel des études) :

• Diamètre roue ................................................... 600 mm

• Débit Turbiné ..................................................... 1.40 m3

• Hauteur de chute moyenne/maximum .............. 12,50 m/18,50 m

• Puissance maximale .......................................... 220 kW

• Vitesse nominale ............................................... 750 tr/min

• Tension .............................................................. 400 V / 50 Hz

• Emballement (tenue permanente) ..................... 1 590 tr/min

Bâtiment abritant le groupe de restitution

Nouveau piquage en Y et nouvelle CF

Vanne guillotine déplacée en bout de

conduite

Conduite Qr existante

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• Cos Phi ............................................................... 0,95

• Pales .................................................................. fixes

• Directrices ......................................................... variables

(cf extrait du plan de l’usine ci-dessous)

Figure 5 : Bâtiment du groupe - Coupe verticale

4.5 LE BATIMENT DU GROUPE

Le bâtiment abritant le groupe de production et ses équipements sera situé en rive gauche à l’aval immédiat du barrage sur une bande de terrain située entre l’accès à la galerie technique et le mur guideau du barrage.

Le bâtiment nécessaire pour loger le groupe de turbinage sera très réduit car un local de 4,10m de largeur sur 4,10m de longueur suffit pour loger la vanne de pied et le groupe de turbinage avec ses auxiliaires.

La centrale du groupe de restitution aura une surface au sol d’environ 17 m² avec une hauteur de 4,36m.

L’ensemble du local nécessaire pour loger le groupe de turbinage sera enterré car l’emplacement de local est sur la voie des véhicules pour l’accès à la galerie technique.

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De plus, la couverture du bâtiment devra pouvoir su pporter une charge de 30T correspondant au passage d’une grue.

Seule la cage d’escalier dépassera par rapport au t errain naturel sur une hauteur d’environ 3,60m. Une porte étanche sera mise en place à l’entrée du loca l du groupe de turbinage puisque cet accès pourra être noyé en cas de crue.

Dans ce bâtiment sera installé le groupe de production et l’ensemble des équipements mécaniques et hydrauliques.

L’ensemble des équipements électriques sera installé dans un bungalow préfabriqué mis en place sur plateforme surélevée sur le talus en rive gauche du barrage à son aval immédiat.

Rappelons que la hauteur du bâtiment a été définie suivant une proposition d’accès et que ce local devra être parfaitement étanche à l’ensemble des crues; néanmoins il sera prévu un puisard de pompage en cas de fuite de joints ou autre.

La couverture du bâtiment sera réalisée par une couverture en béton armé où sera aménagée une trémie étanche de 2,60m x 1,85m pour le passage du matériel mécanique.

La distribution intérieure se fait sur les différents niveaux comme suit (cf. coupes du plan AA):

• Niveau « Aval Aspirateur » à la cote 314,94 NGF correspondant au niveau de l’ouvrage de fuite du groupe de turbinage. Cette ouvrage se rejette directement à l’aval du barrage sous le niveau de restitution normal.

• Niveau « Turbine » à la cote 315,94 NGF, correspondant au niveau de réception du groupe de turbinage, de la vanne de pied et de l’aspirateur du groupe. Un puits d’exhaure sera réalisé au point le plus bas du plancher avec la mise d’une pompe de relevage qui servira à évacuer des éventuelles fuites d’eau.

L’accès intérieur à la centrale se fera au niveau 321,06 NGF par la création d’une cage d’escalier en acier dont la porte d’accès sera surélevée par rapport au terrain naturel afin de ne pas constamment être soumise aux eaux ruisselantes.

L’ensemble des serrureries extérieures et intérieures (escalier de service desservant les différents niveaux, garde-corps, etc.) seront en acier galvanisé ou en aluminium.

Les eaux d’exhaure seront pompées et rejetées à l’aval de la centrale.

La ventilation du local sera assurée par une conduite remontant au niveau du bungalow des équipements électriques et par des grilles de ventilation en partie supérieure de la porte d’accès au local.

4.6 L’OUVRAGE DE RESTITUTION

Il sera quasiment intégré au mur guideau. L’aspirateur de la turbine sera constitué de pièces métalliques mécano-soudées et bloquées au béton.

Les eaux turbinées seront rejetées dans l’Agout directement à l’aval du local de turbinage à proximité immédiate de la restitution actuelle.

4.7 POSTE D’EVACUATION D’ENERGIE

L’évacuation de l’énergie se fera sur le réseau 400V d’ENEDIS étant donné la puissance peu importante du groupe de restitution.

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L’ensemble du matériel de contrôle commande sera installé dans un local préfabriqué positionné sur une plateforme sur le talus gauche à l’aval immédiat du barrage. L’ensemble des câbles de puissance sera acheminé depuis le groupe vers les armoires de puissances au travers de chemins de câbles qui transiteront par des gaines techniques le long du nouveau tronçon de conduite forcée.

4.7 ORGANISATION DU CHANTIER

Avant le démarrage des travaux un état des lieux sera réalisé avec le Titulaire et EDF.

A la fin des travaux et dans le cas de détérioration des accès ou terrains empruntés, le titulaire aura à sa charge la remise en état.

L’ensemble des travaux du présent marché est implanté en pied du barrage de LUZIERES à l’aval de la restitution du débit réservé existant en rive gauche.

La cote d’arase est à environ 320,00 NGF pour la bande de terrain naturel où devront être implantés les ouvrages de débit réservé faisant partie du marché.

• L’accès à la zone de travaux du groupe de restitution se fait à partir d’un chemin d’accès à la berge rive gauche et réalisation d’un batardeau en big bag autour de la zone de construction posée et retirée par une grue pour la phase de réalisation de l’ouvrage de restitution

La mise en place de batardeau sur les zones de travaux permettra de limiter la propagation des eaux usées notamment lors des sciages du mur guideau. La mise en place et l’enlèvement seront réalisés dans des périodes adaptées pour éviter la perturbation des milieux aquatiques (hors période du 1er novembre au 31 mars).

4.8 ACCES CHANTIER

L’accès au chantier est possible via la route départementale 58 puis par un chemin dans l’emprise du barrage. Cette route est praticable par des camions et engins de chantier.

La piste d’accès sera celle empruntée pour l’accès à la galerie technique existant-. Elle devra rester propre et circulable par des véhicules standards VL ou PL. La largeur de la piste est d’environ 6 mètres. Le titulaire du marché génie civil en assurera l’entretien pendant toute la durée du chantier, y compris leur modification et la remise en état des lieux en fin de chantier. Des panneaux de signalisation seront installés pendant toute la durée des travaux, afin d'indiquer la proximité du chantier et les consignes de circulation.

4.9 INSTALLATIONS DE CHANTIER

Les installations de chantier seront à la charge du titulaire du marché génie civil et comprendront :

• L’ensemble des bungalows pour la durée totale des travaux (salle de réunion, vestiaires, sanitaires, stockage du matériel, réfectoire éventuel, etc.)

• L’ensemble des raccordements aux réseaux (électricité, téléphone de secours, sanitaires, réfectoire éventuel)

• La remise en état et l’entretien pendant toute la durée du chantier des pistes d’accès permettant l’accès au chantier

• La réalisation et le maintien en état des accès piétons et matériels vers les différents points du chantier

• L’aménagement des aires de stockages

• Les frais de remise en état des voies de circulation

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• Le repliement général des matériels et installations de chantier en fin de travaux

• L’évacuation de déchets vers les décharges agréées

• Le nettoyage et la remise en état soignés des zones de travaux et de leur accès en fin d’opération y compris l’ensemencement des terrains empruntés ou occupés.

4.10 PLANNING DE RÉALISATION

Le macro planning prévoit des travaux de génie civil sur site entre Janvier et Novembre 2019. L’installation des batardeaux est prévue en avril 2019. La mise en service de la centrale est prévue en février 2020 selon les délais des différentes procédures en cours et à engager. La durée totale des travaux et des essais liés à la mise en service du groupe, hors aléas, est estimée à 14 mois (cf. planning des travaux joint en annexe).

5. COÛTS

Le montant prévisionnel des investissements, frais de maîtrise d’ouvrage et d’œuvre compris, est de 950 k€/HT

6. ANNEXES

• Annexe 1 : Planning prévisionnel du projet

• Annexe 2 : Plans

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• Annexe 1 : Planning prévisionnel du projet