COLLOQUE TECHNIQUE DU 24 JUIN

LES BARRAGES DANS LES DOM-TOM PROGRAMME

Les travaux hydrauliques ont connu un net ralentissement en France depuis une vingtaine d'années. Les départements et territoires d'outre-mer font clairement exception pour plusieurs raisons: - un retard certain en matière d'infrastructure, notamment hydraulique, - des possibilités de financement intéressantes au niveau de l'UE, - un contexte local plus favorable, notamment un rôle clairement moteur des collectivités

territoriales. Même si certains ouvrages tel Yaté sont anciens, une dynamique récente est clairement apparue. Elle a mis en évidence des spécificités notables: - un contexte juridique en évolution, - des données insuffisantes et difficiles à interpréter, , notamment en matière

d'hydrologie, - un contexte géologique particulier, - des matériaux de construction inhabituels. Le programme retenu pour ce colloque interne du CFBR n'a pas vocation à traiter de tous les ouvrages existants ou en projets dans les DOM-TOM; il consiste en une revue large des ouvrages réalisés ou en cours d'étude. 1 Présentation succincte de l’actualité hydraulique des DOM-TOM par Daniel LOUDIERE CGGREF (daniel.loudiere@agriculture.gouv.fr) 2 Projets de barrages et de digues à vocation indus trielle en Nouvelle Calédonie (GORO NICKEL et KONIAMBO) par Roger ALBERT COB (roger.albert@coyne-et-bellier.fr) 3 L’ hydrologie des crues à YATE (Nouvelle Calédoni e) par Rémy GARCON ou Patrick TOURASSE DTG EDF (remy.garcon@edf.fr ou patrick.tourasse@edf.fr) 4 La réhabilitation des HERBES BLANCHES à La Réunio n par Alain JENSEN Stucky (a.jensen@stucky.fr) 5 Le barrage déversant de DZOUMOGNE à Mayotte par Gérard DEGOUTTE CGGREF Cemagref (gerard.degoutte@cemagref.fr) 6 L'évolution de la qualité des eaux du réservoir d e PETIT SAUT en Guyane par Alain Grégoire EDF (alain.grégoire@edf.fr) 7 Les barrages de REMIRE et de ROROTA en Guyane par Loïc COTTIN BETCGB (loic.cottin@industrie.gouv.fr) 8 La rehausse de SAINT PIERRE MANZO à la Martinique par Jacky ASTIER BRL Ingénierie (jacky.astier@brl.fr) 9 Les projets de MOREAU et DUMANOIR en Guadeloupe par Pierre FAUCHON Stucky (p.fauchon@stucky.fr)

1 PRESENTATION SUCCINCTE DE L’ACTUALITE HYDRAULIQUE D ES DOM-TOM

Daniel LOUDIERE - CGGREF MAP

La réalisation d'importants ouvrages hydrauliques dans les DOM-TOM relève d'une tradition bien établie puisque le barrage de Dumbea en Nouvelle Calédonie (une voûte d'une quarantaine de mètres de hauteur) a été réalisé dès 1954 (maîtrise d'oeuvre COB, maîtrise d'ouvrage Société Calédonienne de Eaux°) pour l'alimentation en eau de Nouméa. La contribution de certaines retenues en terme de capacité de stockage est significative, notamment avec Petit Saut en Guyane (3,5 km3) et Yaté en Nouvelle Calédonie (313 hm3). A l'opposé, les ouvrages en projet en Guadeloupe sont caractérisés par une topographie médiocre et des capacités de stockage réduites, à Dumanoir comme à Moreau. Actuellement, la collectivité départementale de Mayotte dispose de deux grands barrages en remblai (Combani et Dzoumonyé) et en projette un troisième à Ourovéni (en cours d'étude). A la Réunion, les ouvrages de stockage sont limités (Takamaka et les Herbes Blanches°). Les efforts de s collectivités territoriales ont porté sur les prises d'eau, les adducteurs et plus récemment sur les transferts à grande échelle, à partir des trois principaux cirques au bénéfice de la côte ouest. La phase I du transfert depuis la rivière des Galets est terminée, mais la phase II qui consiste en une longue galerie permettant d'acheminer les eaux des rivières du Mât et des Fleurs Jaunes connaît de réelles difficultés de réalisation liées à des discontinuités dans le rocher et à des pressions hydrauliques excessives pour les tunneliers. Le projet de rehaussement de l'évacuateur de crue à Saint Pierre la Manzo et surtout la réalisation du barrage de Paquemar dont les études de maîtrise d'œuvre vont être lancées prochainement devraient permettre de poursuivre le développement de l'irrigation dans le sud-est du département de la Martinique, sous maîtrise d'ouvrage du Conseil Général de la Martinique. Enfin, le développement de l'exploitation minière en Nouvelle Calédonie pourrait impliquer la réalisation de deux barrages (Goro au Sud et Pouembout au Nord). En fait, ces deux importants projets industriels pourraient s'appuyer sur d'autres ressources en eau: la retenue de Yaté au Sud et le dessalement de l'eau du lagon au Nord. Le CTBP serait alors consulté uniquement sur le stockage de stériles miniers du projet Goro Nickel. Ces différents projets ont présenté des difficultés particulières tant au niveau des études que de la réalisation des travaux et l'exploitation des ouvrages. Le colloque est trop bref, pour permettre de les aborder dans leur totalité, mais il faut citer plus particulièrement : - un contexte administratif et juridique mouvant, - des données hydrologiques en forte croissance, mais on en "n'a jamais assez", - des contextes géologiques et sismiques très variés et peu aisés à cerner, - des contextes climatiques peu favorables à la réalisation de remblais en terre, - des conditions de température et d'éclairement favorables au développement végétal dans les retenues.

2 PROJETS DE BARRAGES ET DE DIGUES A VOCATION INDUSTR IELLE,

EN NOUVELLE CALEDONIE

Roger ALBERT – Coyne et Bellier

LE PROJET DE GORO NICKEL

La société Goro Nickel SA (Gni) détient les baux miniers sur les gisements de nickel et de cobalt de Goro dans la province Sud de la Nouvelle Calédonie. GNi se propose de développer une mine à ciel ouvert et un complexe hydrométallurgique de traitement du minerai associé ; la production annuelle prévue est de 60 000 tonnes de Nickel par an et 5000 t de cobalt.

La maitrise d’œuvre du projet fut assurée jusqu’en 2003 par un groupement Bechtel-Technip-Hatch. Depuis 2004, elle est assurée directement par Goro Nickel SA assisté pour les études géotechniques par Golder Associates Pty Ltd.

Coyne et Bellier est intervenu tout au long de l’année 2002 pour revoir la conception des composantes du projet soumises à la procédure de consultation du CTPB, à savoir : le barrage d’eau douce, le barrage du bassin de sédimentation, les digues de stockage des stériles composés de résidus épaissis.

En 2004, le projet a été profondément modifié par le nouveau groupement. Pour ce qui concerne les ouvrages soumis à l’avis du CTPB, le barrage d’eau douce a été supprimé, il est remplacé par une conduite acheminant l’eau nécessaire au projet à partir du réservoir de Yaté, situé dans la vallée voisine ; seule subsiste une digue de 60 m de hauteur destinée à stocker 42 hm3 de stériles pendant les six premières années d’exploitation.

Le projet de barrage de Koniambo

La Société Minière du Sud Pacifique (SMSP) et son partenaire Falconbridge développent le projet d’exploitation du massif de Koniambo situé dans le Nord de la Nouvelle Calédonie. Dans ce projet également, l’objectif est de produire 60 000 t de nickel par an.

L’alimentation en eau industrielle du complexe minier (à hauteur de 16,5 hm3/an) doit être assurée par le barrage de Pouembout sur la rivière du même nom. Les études en furent menées à bien par Coyne et Bellier de 1999 à 2004. Le projet se compose d’un barrage en béton compacté au rouleau de 46 m de haut avec un évacuateur à seuil libre dimensionné pour une crue de 7 000 m3/s, de deux galeries de dérivation dans le corps du barrage dont l’une doit être réaménagé en vidange de fond, et l’autre en prise d’eau.

Une autre fonction du barrage doit être la fourniture d’eau pour répondre aux besoins des communautés voisines (à hauteur de 1 hm3/an).

L’étude de faisabilité a été soumise en 2003 au CTPB (dossier préliminaire), l’étude d’avant-projet détaillé a été réalisée, mais n’a pas été soumise au Comité. En effet, dans le cadre de la recherche de solutions pour réduire le coût du projet, lancée en 2004, une alternative au barrage est en cours d’études, consistant en la réalisation d’une usine de dessalement d’eau de mer. Suivant les dernières informations reçues, celle-ci serait moins coûteuse que le barrage, mais pour une demande en eau sensiblement plus basse que celle qui avait été imposée pour l'étude du barrage.

4 LA REHABILITATION DE LA RETENUE DES HERBES BLANCHES A LA REUNION

Implantée à 1 600 mètres d'altitude, sur les contreforts du Piton de la Fournaise, la retenue collinaire des Herbes Blanches est destinée à assurer la mobilisation d'un volume de 500 000 m3 permettant de satisfaire les besoins en eau potable et agricole des habitants de la plaine des Cafres située à 6 km au Nord-Est de la Ville du Tampon. Cette retenue se remplit uniquement lors des épisodes pluvieux importants, par la ravine du petit bras de Pontho.

La zone du projet se situe à l'intérieur d'un cratère, anciennement traversé par le petit bras de Pontho, qui a depuis été comblé. Le contexte géologique du site de la retenue des Herbes Blanches est donc très complexe, notamment par la présence de cheminées basaltiques, structures géologiques typiques des zones volcaniques. Cette complexité du sous sol a été confirmée par le grande disparité des nombreux sondages réalisés au droit du projet. La perméabilité du sol rend obligatoire la mise en place d'un dispositif d'étanchéité artificiel.

Les travaux d'aménagement initiaux de la retenue des Herbes Blanches, réalisés entre 1974 et 1976, ont consisté à aménager cet ancien cratère volcanique en barrant son exutoire naturel par une digue, en remodelant l'ensemble de son emprise et en assurant l'étanchéité de cette future retenue par la mise en place d'une géomembrane en butyl non armée et non protégée. Ces travaux correspondaient à une des toutes premières applications des géomembranes dans le domaine des aménagements hydrauliques. La conception choisie, ainsi que sa mise en œuvre, se sont avérées catastrophiques puisqu'après un premier remplissage, la géomembrane s'est déchirée et la retenue s'est vidée de ses 500 000 m3 d'eau en une seule nuit, sans qu'aucun exutoire à cette eau ne soit identifié.

Malgré de nombreuses expertises suivies de différentes tentatives de réparation, la retenue n'a jamais pu être étanchée et a été abandonnée à partir de 1988.

Compte tenu de l'accroissement des besoins en eau de la plaine des Cafres, un concours de conception axé sur la réhabilitation de l'ensemble de cet aménagement a été décidé en 2000.

Après une analyse détaillée des différents accidents survenus de 1975 à 1979, la réalisation de travaux de reconnaissances complémentaires et une expertise très complète du contexte géologique et géotechnique du site, les causes des incidents répétés ont été cernées:

• d'une part le matériau utilisé (membrane butyl) est très fragile. Or, aucune protection de cette membrane n'avait été envisagée,

• d'autre part, lors de la pose de cette membrane, de forts coups de vent se sont abattus sur le chantier, ce qui a fait battre des pans entiers de la membrane (sur une longueur de plus de 20 m) et l'a endommagé gravement avant même sa mise en place définitive,

• enfin, il est apparu que les caractéristiques mécaniques du matériau qui constitue le fond de la retenue chutent de manière très importante dès qu'ils sont imbibés d'eau.

Le scénario des incidents est en place : la membrane butyle, très fragile et très fragilisée par sa mise en œuvre, présente de multiples micro-fissures. Sous la charge d'eau, des microfuites apparaissent et saturent le fond de la retenue, notamment aux abords des talus périphériques. Dès lors la présence, au voisinage du pied des talus, d'une surface de contact entre des matériaux de consistances contrastées, a provoqué la concentration des déformations d'extension sur cette surface de discontinuité sous forme de fissures ouvertes. Les micro-fissures de la membrane, non armée, se sont alors développées, laissant s'échapper de grandes quantités d'eau par l'intermédiaire des tunnels basaltiques.

Les principes de réhabilitation retenus sont les suivants :

• après un curage de toute son emprise, le terrassement général de la retenue a été entièrement repris en ramenant les pentes des talus périphériques à une pente constante de 2/1 et en réglant soigneusement le fond afin de garantir de bonnes conditions de drainage

• compte tenu du diagnostic géotechnique, le principe d'une double étanchéité de l'emprise de la cuvette a été retenu, celle-ci comprenant :

- une première étanchéité réalisée en utilisant les scories et les lapillis du site mis en remblais et soigneusement compactés sur une épaisseur de 0.80 m,

- une couche drainante de 0.40 m d'épaisseur destinée à créer un contraste important de perméabilité et à collecter toutes les fuites éventuelles de la géomembrane,

- une géomembrane en PVC de 2 mm d'épaisseur protégée sur ses deux faces par un géotextile

• compte tenu du régime cyclonique de la Réunion,( vents dépassant 300 km/h ), il est indispensable de prévoir un lestage systématique de la géomembrane, l'épisode cyclonique pouvant survenir à retenue entièrement vide. Si le lestage du fond de la retenue peut être facilement réalisé par la mise en place d'une couche de scorie de 0,50 m régalée directement sur la géomembrane, il n'en n'est pas de même pour les talus périphériques (rampant supérieur à 25 mètres) où la seule solution envisageable est constituée par un dallage en béton de 0,17 cm d'épaisseur. Compte tenu des risques de tassements différentiels entre le fond de la cuvette et les talus périphériques, ce dallage n'est pas buté en pied de talus mais ancré en haut du talus sur une risberme périphérique : le béton de lestage est donc toujours en traction et l'entreprise attributaire des travaux a décidé d'utiliser un béton de fibre.

5 BARRAGE DE DZOUMOGNE A MAYOTTE

Contexte de l’AEP à Mayotte L’île, dont la population augmente très rapidement, est en situation déficitaire. L’essentiel des ressources est assuré par 2 barrages, celui de Combani mis en eau en 1998 et qui stocke 2 hm3, et celui de Dzoumogné achevé en 2001 et qui stocke 2 hm3. Est prévu pour 2006 le barrage de l’Ourovéni qui stockera 1,9 m3 Contexte administratif Les barrages sont construits sous maîtrise d’ouvrage de la Collectivité Territoriale de Mayotte, la DAF de Mayotte, organisme exécutif de la collectivité s’est vu confier la mission de maître d’ouvrage délégué. Depuis 2001, l’île a le statut de collectivité départementale et se dote progressivement d’un pouvoir exécutif. Pour le futur barrage, la DAF ne sera plus maître d’ouvrage délégué, mais conducteur d’opération. Un autre service de la DAF est en charge de la Police de l’eau et donc du contrôle de sécurité des barrages. Suite à des fuites apparues à Dzoumogné lors de la première mise en eau, la DAF a sollicité du Cemagref une mission d’appui technique au service de Police de l’eau. Cet avis intervient maintenant dans le cadre du PATOUH, pôle d’appui technique ouvrages hydrauliques, regroupant Cemagref, CETE et CETMEF pour appuyer les services déconcentrés du MEDD dans leur mission de contrôle de sécurité des barrages. Ce barrage n’avait pas été soumis au comité technique permanent des barrages, car la réglementation française ne s’appliquait pas à Mayotte à cette époque. Le futur barrage de l’Ourovéni a cependant été soumis, sur la recommandation du Cemagref émise à l’occasion de sa première visite à Dzoumogné. Caractéristiques du barrage de Dzoumogné Le barrage intéresse la sécurité publique. C’est un remblai, haut de 25 m, qui comporte une partie centrale déversante longue de 50 m, dans la zone de plus grande hauteur. Le remblai comporte une zone amont en limons étanches et une zone aval en enrochements 0-500. Le déversoir et le coursier sont posés sur le remblai et constitués d’enrochements liés au mastic bitumineux. Le déversoir comporte à son extrémité amont une bêche verticale chargée d’étanchéifier le contact déversoir – remblai en limons, également réalisée avec des pierres et du mastic bitumineux. Les PHE sont à RN + 1,75 m.

Le problème des venues d’eau sous l’évacuateur Des fuites apparaissent sur 7 m de hauteur en partie basse du perré mastiqué alors que la retenue arrive pour la première fois à 30 cm sous la RN. L’ouverture des vannes est immédiatement décidée. Les fuites sont attribuées à un défaut d’exécution de la bêche verticale de fermeture sous le seuil déversant. Diverses solutions sont envisagées, dont la réalisation d’une nouvelle paroi. C’est finalement la solution d’injections proposée par l’entreprise qui est retenue à 3 reprises, avec chaque fois un bénéfice quasi nul. A l’examen, il est apparu que la tranchée de la bêche amont a été d’abord emplie complètement de blocs puis percolée au mastic ce qui laisse de nombreuses poches d’air et ne traite aucun des contacts bloc contre bloc. Dès que le plan d’eau commence à immerger le radier du déversoir, celui-ci laisse donc passer l’eau et communique les écoulements soit à la recharge en tout-venant, soit au radier du perré en pente. Des injections de la bêche ne peuvent colmater que le forage et les poches qu’il aurait traversées. Le Cemagref a recommandé avec insistance une paroi continue, en amont de la bêche actuelle, et l’ajout d’éjecteurs dans le coursier. La réalisation en est entreprise. Dans l’attente, la recommandation a été de baisser la retenue de manière à ce qu’elle ne dépasse pas la cote RN -1 m, et d’évacuer la population dès qu’un déversement se produit. Ces recommandations ont été aussitôt mises en œuvre (et même dépassées). D’autres problèmes de venues d’eau non captées dans les appuis et d’évolution des fuites se posent, dans un contexte où le suivi des mesures n’est pas constant, en particulier parce que les têtes de drain sont cassées et pas immédiatement réparées ou parce que la végétation aquatique obstrue des orifices. La recommandation est de mesurer en routine les débits solides éventuels, de réaliser un diagnostic géologique des appuis (avec sondages), une analyse statistique des données d’auscultation, et enfin, les règlements en vigueur pour les barrages de plus de 20 m étant maintenant applicables à Mayotte, de saisir le CTPB d’un dossier de révision spéciale. Conclusions En contexte de faible connaissance hydrométrique et dans une région où les risques cycloniques ne sont pas complètement nuls, le choix d’un évacuateur de surface et de grande longueur est judicieux. Le barrage de Dzoumogné est à notre connaissance de loin le plus haut barrage utilisant un perré déversant au mastic bitumineux. Dans un contexte d’éloignement de la métropole doublé d’un contexte institutionnel non encore solidement établi, le recours à des solutions plus classiques nous paraît préférable, avec le recul. Pour l’avenir à court terme, une définition rigoureuse du rôle des intervenants, plus délicate sous l’ancien statut de Mayotte, est une condition nécessaire de la bonne réalisation et du bon suivi, du bon contrôle, du bon entretien d’ouvrages intéressant la sécurité. Bibliographie MANOJLOVIC J., HERMENT R. , 19 92. Perrés au mastic bitumineux pour les digues submersibles, revue générale des routes et aérodromes, n° 699, septembr e 1992, pp 2-7. SOGREAH, 1962. Etude systématique de déversoirs en béton et de digues déversantes revêtues d’un perré au mastic bitumineux.

6 EVOLUTION DE LA QUALITE DE L’EAU DE LA RETENUE

DE PETIT SAUT EN GUYANE

Alain GREGOIRE Expert Environnement - EDF / CIH

Le barrage de Petit Saut en Guyane, a été construit sur le fleuve Sinnamary, à 35 km à vol d’oiseau à l’intérieur des terres, au cœur de la forêt primaire. Le bassin versant du réservoir d’une superficie de 5 927 km2 reçoit annuellement une moyenne de 2 750 mm de pluie. Les saisons sont déterminées par le cycle des pluies. Une courte saison des pluies de mi-décembre à février est suivie d’une petite saison sèche de durée limitée qui se situe en février-mars. La grande saison des pluies s’étend d’avril à juillet et la grande saison sèche d’août à décembre. Le régime hydrologique résultant est marqué par 2 périodes de hautes eaux dont les pointes surviennent généralement en janvier et mai-juin. Le débit moyen inter-annuel du Sinnamary à Petit Saut est de 260 m3.s-

1 avec une crue décamillénale estimée à 3900 m3.s-1. Le réservoir, dont la mise en eau a débuté en janvier 1994, présente une superficie de 350 km2, une profondeur moyenne d’environ 11,5 m et une capacité de l’ordre de 3,5 milliards de m3. L’usine hydroélectrique est équipée de 4 turbines Kaplan de 29 MW représentant un débit équipé de 110 m3.s-1 par unité. Le débit réservé garanti à l’aval du barrage est de 100 m3.s-1. Depuis la mise en eau du réservoir de Petit Saut, la qualité physico-chimique de la masse d’eau est suivie par la prise en compte de 25 paramètres tels l’oxygène, la conductivité, le pH, le potentiel redox, la température, les différentes formes de la matière organique, les métaux, les gaz à effet de serre…. Les 10 stations de mesure réparties sur le lac sont échantillonnées au moins bi-mensuellement selon un profil vertical surface-fond. A Petit Saut, la création de la retenue a entraîné l’immersion d’environ 350 km² de forêt primaire représentant de l’ordre de 8 millions de tonnes de carbone, litière comprise. La décomposition de cette matière organique explique l’important déficit en oxygène dans les couches de fond du lac. En profondeur, la décomposition anaérobie de la matière organique submergée conduit à la formation de composés dissous comme l’ammonium (NH4

+), le fer ferreux (Fe++), le méthane (CH4), le gaz carbonique (CO2) et l’hydrogène sulfuré (H2S). Ces éléments chimiques réducteurs, fort consommateurs d’oxygène, expliquent l’anoxie totale de l’hypolimnion. Ainsi, dès la phase de mise en eau (18 mois), la stratification rapide des masses d’eau s’est traduite par l’apparition d’un épilimnion oxygéné de l’ordre d’un mètre d’épaisseur et d’un hypolimnion totalement désoxygéné. Au fil des ans, la situation s’améliore lentement puisque 10 ans après la mise en eau, l’épaisseur de l’épilimnion atteint actuellement 6 mètres. Deux causes principales concourent certainement à cette tendance : - la clarification des eaux favorise l’activité photosynthétique, donc la production d’oxygène; - la mobilisation du matériel réducteur résultant de la matière organique facilement dégradable s’atténue. Du fait de sa grande taille et de l’importante durée de renouvellement de ses eaux, la retenue reste stratifiée toute l’année. Les teneurs en oxygène des couches de surface augmentent en saison sèche où l’ensoleillement est maximal, la photosynthèse active et les apports du bassin versant réduits. A l’inverse, en saison des pluies, la stratification est fragilisée par l’effet de dilution. La seule exception notable est survenue en mai 2000, où une crue exceptionnelle de 3000 m3.s-1 a entraîné une rupture partielle de la stratification. Pour la première fois, toute la colonne d’eau était oxygénée et les teneurs en méthane, d’ordinaire toujours élevées au voisinage du fond, ne se trouvaient plus qu’à l’état de traces. Cette amélioration n’a, en fait, duré que quelques semaines. En règle générale, les bactéries méthanogènes, très abondantes au niveau du sédiment, sont à l’origine de la formation du méthane et du gaz carbonique. Après être restées pendant plus de 5 ans, en toutes saisons, à des niveaux très élevés (jusqu’à 15 mg.l-1), les teneurs en méthane de l’hypolimnion commencent à diminuer significativement; les moyennes des concentrations en méthane dissous mesurées sur la colonne d’eau sont réduites de moitié. Les fluctuations annuelles saisonnières suivent, quant à elles, le rythme de l’intensité des apports, donc des précipitations. Ce phénomène cyclique avec enrichissement en saison sèche n’a été perturbé que 2 fois suite à des évènements climatiques exceptionnels :

- le phénomène El Niño de 1998, caractérisé par une période sèche à l’intérieur de la saison humide, - la crue exceptionnelle de mai 2000.

La quasi absence de méthane dans les couches de surface vient de la prolifération des bactéries méthanotrophes au niveau de la chimiocline qui jouent un rôle de barrière à la diffusion du méthane vers l’épilimnion.

Le suivi de la conductivité peut être considéré comme un bon indicateur de l’état chimique du réservoir. La valeur moyenne de ce paramètre (22 à 75 µS.cm-1), depuis le début de la mise en eau, a montré une tendance générale à l’enrichissement depuis la mise en eau ; son niveau maximum a été atteint pendant la phase de remplissage. Ces fortes valeurs, comparées à celles obtenues pour les réservoirs d’Amazonie brésilienne, ont ensuite diminué. Une évolution cyclique apparaît chaque année avec un enrichissement en saison sèche. Les valeurs reflètent les phénomènes antagonistes de production et de dilution par les apports. Dans la colonne d’eau elle-même, il existe un gradient entre le fond et la surface du lac ; les plus fortes minéralisations se trouvent dans le fond. Dès la mise en eau, la valeur du pH, bien que déjà basse dans la rivière Sinnamary (6,3 en moyenne), chuta autour de 5,6. Ce phénomène est lié à la dissolution des acides humiques de la matière organique inondée. Au niveau de l’interface eau-sédiment de la retenue, le potentiel redox présente des valeurs basses, inférieures à 100 voire 50 mV et peut même, dans certaines circonstances être négatif. Il est encore plus bas dans le sédiment. Les concentrations en hydrogène sulfuré ont atteint un maximum en décembre 1994 mais sont restées par la suite relativement peu élevées. Dans les couches de fond du réservoir, les fortes valeurs d’ammonium corrélées avec la conductivité et le temps moyen de renouvellement de la masse d’eau, sont une expression du mécanisme de décomposition anaérobie de la matière organique Du fait de l’anoxie du fond, l’absence de nitrates et les très basses concentrations de sulfates, le rôle d’accepteurs d’électrons nécessaire pour les réactions biochimiques de dégradation est dominé par les métaux présentant différents degrés d’oxydation, tels que les dérivés ferreux et manganiques. Ce processus de réduction génère des dérivés solubles dont l’accumulation est favorisée par l’acidification du milieu. Le phénomène est plus perceptible quand l’anoxie s’accentue du fait de l’augmentation du temps de rétention de l’eau ou de la matière organique. La mobilisation des autres composants du substrat minéral latéritique (Si, Al) participent peu à la minéralisation de l’eau du fond. Le cas particulier du mercure est à souligner. La forme minérale d’origine principalement anthropique (orpaillage), dans ce milieu anoxique et riche en matière organique, se transforme en méthylmercure. Cette forme particulièrement toxique fait qu’une partie de la chaîne alimentaire de la retenue est contaminée par cet élément. La répartition des stations de mesure sur l’ensemble de la retenue a montré une certaine hétérogénéité spatiale de la qualité de l’eau de la masse d’eau. Les différences constatées s’expliquent, en fait, principalement par le temps de renouvellement des eaux de la zone concernée. A titre indicatif, ce paramètre peut varier entre 6 mois, pour la région axiale du lac, à 2 ans, pour certaines anses reculées. Néanmoins les tendances décrites ci-dessus se retrouvent partout et en particulier l’évolution de la chimiocline est identique sur toute la superficie de la retenue. Avec l’importance de la biomasse immergée, le temps de rétention des eaux est un des facteurs prépondérants à Petit Saut pour expliquer l’évolution spatiale et temporelle de la qualité physico-chimique de la retenue.

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LES BARRAGES DE REMIRE ET ROROTA EN GUYANE

L. COTTIN Département de la Guyane Propriétaires : CCCL Communauté des Communes du Centre Littoral Exploitant : SGDE Société Guyanaise Des Eaux L’alimentation en eau de l’île de Cayenne en Guyane est assurée pour partie par l’usine de traitement des eaux de ROROTA, elle-même approvisionnée par plusieurs petites retenues artificielles situées sur la montagne de Mahury à une dizaine de kilomètres de Cayenne. La DDE du département de Guyane, service du contrôle, a fait appel au Bureau d'Etude Technique et de Contrôle des Grands Barrages pour un diagnostic de ces ouvrages. Ces retenues étaient initialement au nombre de trois : • Le lac de REMIRE • Le lac de LALOUETTE • Le lac du ROROTA Les deux premières retenues ont semble-t-il été construites dans les années 1800 par les Pères Jésuites pour l’irrigation des terres agricoles et l’approvisionnement en eau d’une sucrerie, dans le cadre du développement local et de l’amélioration des conditions de vie indigène. Du lac de Lalouette, il ne reste aujourd’hui que les traces des culées de rive d’une petite digue en latérite. La rupture de cet ouvrage pourrait s’expliquer par la conception même de l’ouvrage : la forme en voûte inversée du remblai et l’incorporation au sein du remblai de grosses boules de granite en place qui semble incompatible avec un compactage correct des matériaux. La digue de Remire a été rehaussée vers 1865 par l’administration pénitentiaire en utilisant la main d’œuvre bon marché des bagnards présents à proximité. Il s’agit d’une digue en latérite s’appuyant sur un barrage poids en maçonnerie sèche, dont le parement aval était constitué de blocs de cuirasse granitique taillés et parfaitement jointifs. Des problèmes d’étanchéité de cette digue ont conduit le maître d’ouvrage à étancher le corps de digue par un revêtement bitumineux, lui-même recouvert par une membrane d’étanchéité quelques années après. Les fuites observées dans l’appui rive droite, le développement sur le parement aval d’une végétation très dense, le mauvais état des ouvrages hydrauliques conduisant à des coûts de remise en état prohibitifs par rapport à l’intérêt de cette retenue d’environ 0,1 hm3 , la décision a été prise suite à notre intervention en octobre 2000 de procéder à la réalisation d’une brèche dans le corps de digue, réduisant la capacité de la cuvette à quelques milliers de m3. La troisième retenue est créée par un ouvrage plus récent, la digue de ROROTA d’une hauteur de 14 m permettant une capacité de retenue de 1 hm3. Cet ouvrage dispose de très peu d’archives permettant de connaître ses caractéristiques techniques, la géologie de sa fondation ou la nature des matériaux utilisés mais sa conception générale semble indiquer qu’elle pourrait avoir été construite dans les années 1930. Il s’agit d’une digue en matériaux latéritiques, butée en pied par un massif drainant en enrochements rangés et dont le parement amont est protégé des effets du batillage par des dalles béton juxtaposées, s'appuyant en partie basse sur un mur en maçonnerie, conforté en 1974 suite à une amorce de basculement, par un mur de soutènement à semelle. Une risberme intermédiaire sur le parement aval est équipée d’une rigole permettant d’empêcher les phénomènes d’érosion inévitables lors des fortes pluies tropicales. Ces différents éléments nous permettent d’affirmer que globalement, l’ouvrage est correctement conçu.

Toutefois, un défaut notoire d’entretien régulier a conduit à la situation suivante :

• Envahissement du parement aval par une végétation dense infranchissable comprenant des arbres de 20 cm de diamètre

• Enfouissement du massif drainant de pied et du caniveau sur risberme par des débris végétaux et du matériau latéritique

• Conduit de vidange cassé sous le remblai à 20 m du pied amont • Débit de fuite de l’ordre de 100 l/mn dans le drainage de part et d’autre de la vidange • Zone très humide au pied aval de la digue • Absence de toute auscultation • Déversoir de surface rehaussé par des planches bloquées par un fer soudé • Coursier encombré par des tuyauteries restant d’une opération de siphonnage de la retenue • Dégradation importante du coursier aval en maçonnerie et des bajoyers • Insuffisance de dimensionnement du coursier et des bajoyers latéraux • Effondrement des enrochements de pied de part et d’autre de l’évacuateur • Vanne de prise d’eau accessible seulement avec une barque • Galerie de prise d’eau en mauvais état et probablement partiellement effondrée dans sa partie

amont • Vanne aval sur galerie de prise d’eau bloquée en position d’ouverture partielle

Dans un premier temps, le Bureau d'Etude Technique et de Contrôle des Grands Barrages a effectué un certain nombre de recommandations et suggéré la réalisation de travaux de remise en état. Le parement aval a été partiellement nettoyé dans la partie de l’ouvrage de plus grande hauteur. Un programme d’investigations préliminaires a été confié en 2001 au BRGM afin de préciser l’origine des fuites en pied de parement aval, susceptibles de remettre en cause la stabilité de l’ouvrage. Plusieurs types de forages ont été réalisés : 6 forages à la tarière, 14 essais au pénétromètre dynamique, 7 essais d’eau et 12 piézomètres. Ces reconnaissances ont mis en évidence :

• La présence d’un niveau aquifère à dominante sableuse sous l’ouvrage et une forte perméabilité du sol d’assise dans l’appui rive gauche et en fond de talweg

• L’inefficacité du système de drainage latéral • L’existence de sous pressions hydrostatiques en pied de parement aval et une répartition

anormale des charges hydrauliques dans le corps de digue et ont conduit à considérer que ces phénomènes étaient susceptibles de remettre en cause la stabilité de la digue, du moins à moyen terme. L’étude recommandait en conclusion de mettre en œuvre les moyens nécessaires pour améliorer la compréhension de l’origine des désordres, notamment par la réalisation de forages carottés, un suivi correct des débits de fuite et un entretien du parement aval.

Digue du Rorota- coupe schématique

Drain de pied

exutoire du drain de pied

Tuyau de vidange

Cassure du tuyau

collecte des eaux de ruissellement

Malheureusement, les piézomètres qui équipent les forages de reconnaissance ont été équipés de tubes crépinés sur toute leur hauteur, pouvant mettre en communication divers horizons de perméabilité différente ; ils pourraient donner des niveaux piézométriques moyens qui ne reflètent aucun des niveaux piézométriques superposés. Le BRGM estime nos craintes non fondées, le blocage des tubes ayant été fait avec beaucoup de soin avec du sable, lequel ne permettrait pas une communication durable entre les différents niveaux piézométriques au sein de la latérite. Les travaux de remise en état se poursuivent.

8 SURELEVATION DE LA RETENUE DE LA MANZO ( MARTINIQUE )

J.ASTIER – BRLINGÉNIERIE

Le barrage de la Manzo a été réalisé au début des années 1980, à l'initiative du Conseil Général de la Martinique, afin de pourvoir aux irrigations du secteur Sud-Est du département. Il s'agit d'un barrage en terre, zoné, de 27 m de hauteur et d'une capacité de 8 Mm3. Réalisé sur un petit cours d'eau, la rivière Manche dont le débit est insuffisant pour en assurer le remplissage, l'essentiel de celui-ci provient d'une rivière proche plus importante, par dérivation et adduction aujourd'hui par pompage. A terme une prise plus en amont permettra d'assurer un remplissage totalement gravitaire. Pour faire face d'une part à un accroissement de la demande en eau d'autre part à des successions d'années sèches qui n'ont pas permis de bons reports interannuels, le Conseil Général de la Martinique a décidé de procéder à une surélévation du plan d'eau de 1 m par adjonction d'une vanne-clapet de 1 m de hauteur et de 15 m de largeur installée sur le déversoir de crue actuel. Après une réactualisation des études hydrologiques d'origine et une approche saisonnière des risques de crues on a pu montrer qu'une gestion en "recouvrement de tranches" permettait, dans un premier temps, d'accroître de 60 cm le niveau actuel de la retenue normale maximale sans toucher aux ouvrages existants ( arase de la digue – bajoyers – évacuateurs…). Le clapet définitif ( 1,00 x 15,00) serait tout de suite installé mais son niveau de fermeture serait conditionné à chaque saison hydrologique par un Règlement d'Eau adapté, aucune manœuvre de vanne n'étant autorisée après avoir fixé pour la saison à venir le niveau à respecter. On vérifie que pour chaque saison et chaque niveau de fermeture de la vanne-clapet l'ouvrage est en mesure d'évacuer sous la cote des PHEE la crue qui est globalement décamillennale dans l'année. Le gain provisoire en terme de volume stocké est ainsi de l'ordre de 0,5 Mm3 en attendant la 2ème phase de l'aménagement qui permettra de porter celui-ci à 1 Mm3, moyennant quelques travaux complémentaires sur la digue (surélévation ou muret antibatillage) et sur les ouvrages de structure adjacents et relevage complet du clapet.