Technique et chantier

Ballet de vannes pour le Mont-Saint-Michel

Mots clés : Conception - Travail

Les vannes du barrage sur le Couesnon contrôleront les flux et reflux des marées, chassant les sédiments de la baie pour rétablir le caractère maritime du Mont.

Alors que la première moitié du barrage sur le Couesnon s’achève, côté Ouest, avec la mise en place des superstructures métalliques, la constitution d’un batardeau pour mettre au sec la moitié Est de la rivière s’amorce. Le barrage est l’élément clé du dispositif global de « désensablement » du Mont-Saint-Michel (voir ci-contre), qui consiste à expulser loin du Mont les sédiments accumulés – la tangue – au fil des marées. Long de 138 m, le barrage est équipé de huit vannes-secteurs en acier identiques, composées chacune d’un tablier soutenu par deux bras. Dix piles en béton armé supportent cet ouvrage atypique. « Les vannes, habituellement statiques et ne servant qu’une à deux fois par an sur les barrages hydroélectriques, seront, dans le cas présent, en perpétuel mouvement (voir p. 47) », explique Francis Fournier, directeur de Spretec Ingénierie, maître d’œuvre en charge de la conception des vannes.

Génie civil et métal liés.Autre particularité : les vannes doivent résister à des efforts qui s’inversent selon le sens de la marée. Grâce à des tirants précontraints, les paliers d’axe des bras sont ancrés fortement dans les piles. Génie civil et métallerie sont ici intimement liés. « Le mécanisme des vannes a dû être intégré à l’intérieur du béton des piles. Le phasage du gros œuvre a donc été méticuleusement orchestré », explique Julien Froment, directeur des travaux pour Quille (voir p. 47). « Le calage des tabliers de vanne entre les piles exige une précaution de tous les instants, puisque le jeu lors de la pose n’est que de 3 cm ! », s’exclame Frédéric Breton, directeur des travaux pour CM Paimboeuf. Et si l’exercice, effectué à la grue, a été parfaitement maîtrisé lors des quatre premiers calages, l’exploit doit se répéter quatre fois !

La haute précision nécessaire à la mise en œuvre des vannes ne doit pas occulter leur technicité. Ainsi, les grands tabliers des vannes (9 x 8 m pour 20 tonnes), fabriqués par CM Paimboeuf dans son usine de Colombelle près de Caen, « sont mécano-soudés et présentent une structure dissymétrique », précise Frédéric Breton. Côté terre, la tôle en acier inox cintrée forme un arc de 7 m de rayon. Côté mer, la face est plate pour s’intégrer dans le radier en position basse. Des réservations sont intégrées à cette face pour éviter les effets de flottaison. « La subtilité dans l’assemblage des tabliers résidait dans la réalisation d’une soudure mixte Inox-acier », poursuit Frédéric Breton. Pour garantir la durabilité des piles, du béton haute performance (C50 PM-ES) a été formulé pour résister aux agressions renouvelées de la mer. Par ailleurs, l’enfoncement des palplanches fondant le radier à plus de 10 m de profondeur a exigé une adaptation en cours de chantier. La thixotropie (1) de la tangue, supérieure aux prévisions, a ainsi obligé à battre les palplanches en complément du vibrofonçage.

Gestion des chasses. La mise en eau de la première moitié du barrage aura lieu fin janvier. D’ici là, les tests se succèdent pour régler les mouvements des vannes. « Nous devons nous assurer que les vérins hydrauliques sont synchrones et que l’intégrité de l’étanchéité des vannes est préservée lors des différentes phases de mouvements », précise Frédéric Breton. Une fois le barrage opérationnel, « les remplissages et les lâchers progressifs d’eau se feront au rythme des marées. Les différentes conditions de marée et de débit du Couesnon détermineront la gestion précise du barrage », conclut-il.

Quatre mois d’essais des automatismes de commande des vannes précéderont la livraison complète du barrage début 2009. Mais son fonctionnement ne sera optimal que lorsque la digue-route menant au Mont aura été détruite en 2013. Durant ces quatre ans, des « chasses » amorceront le désensablement de la baie, limitant à l’ouest l’avancée des herbus, ces prés-salés qui, s’ils font le bonheur des ovins, font le malheur du Mont-Saint-Michel.

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Un mécanisme de chasse d’eau à huit temps

Jusqu’à 10 minutes avant la pleine mer, les vannes sont fermées et l’eau s’accumule en aval (côté mer), les sédiments se déposant en pied de barrage (1). Les vannes s’ouvrent ensuite par surverse, permettant le passage de l’eau décantée (2) jusqu’à l’équilibre des niveaux amont-aval où les vannes s’effacent alors (3). Quand la mer se retire, les vannes se ferment, retenant l’eau entrée à marée haute, et ne laissant qu’un faible débit qui maintient en eau les chenaux (4). Six heures après la pleine mer, les vannes s’ouvrent progressivement en sous-verse libérant une chasse d’eau qui repousse les sédiments, le débit étant maintenu quasi constant pendant une heure (5). Trois heures plus tard environ, la chasse s’achève et les niveaux amont-aval s’équilibrent de nouveau (6). Lorsque le débit du Couesnon est trop faible, les vannes sont totalement ouvertes, permettant de former un bouchon d’eau claire qui repousse le premier flot montant fortement chargé en sédiments (7). La marée continue à monter et les vannes sont alors refermées pour le début d’un nouveau cycle (8).

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Fiche technique

Maîtrise d’ouvrage : Syndicat mixte Baie du Mont-St-Michel.

Maîtrise d’œuvre : groupement BRL Ingénierie (mandataire)/Luc Weizmann Architecte/Spretec Ingénierie/Antea.

Entreprises : pour le génie civil, groupement Quille (mandataire), Mastellotto ; pour les équipements/superstructures, groupement CM Paimboeuf (mandataire), Joseph Paris, Baudin-Châteauneuf.

Coût : équipements/superstructures, 11,2 millions d’euros HT ; marché total travaux, 24 millions d’euros HT.

Livraison : premier trimestre 2009.

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Des équipements hydromécaniques ancrés dans du béton

Génie civil et métal sont intimement liés dans ce projet. Les piles dissimulent malgré leur finesse tous les équipements hydromécaniques de manœuvre des vannes. Les axes des vannes sont ancrés dans les piles grâce à des tirants précontraints. Le système bras-tablier est entraîné en rotation par deux vérins hydrauliques exerçant chacun un effort maximum de 100 tonnes sur une course de 2,32 m.

La synchronisation des vérins s’effectue grâce à deux centrales hydrauliques qui commandent chacune un demi-barrage (4 vannes). Le radier épouse la forme courbe des vannes qui s’y intègrent parfaitement en position basse, afin de ne pas faire obstacle au courant.

(1) Propriété qu’ont certains fluides de passer d’un état visqueux à un état liquide lorsqu’on les agite et de retrouver leur état initial après un temps de repos.
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