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La capacité du barrage de Pozzillo assurée grâce à une paroi de pieux RD® étanche en Sicile
Le barrage de Pozzillo, en Italie, fait partie d’un système plus vaste de gestion de l’eau et de production hydroélectrique situé au centre de la Sicile. Au fil des ans, l’accumulation de sédiments a réduit sa capacité en obstruant sa prise d’eau de fond. Une étroite collaboration entre experts a permis la mise en œuvre d’un projet pilote novateur consistant à construire une structure en acier étanche à l’aide d’une paroi de pieux SSAB RD®. Cette solution résout les problèmes liés aux sédiments et garantit la fiabilité des infrastructures hydrauliques dans des environnements de construction difficiles. Le barrage de Pozzillo avait initialement été conçu pour stocker environ 154 millions m3 d’eau. Il assure l’irrigation de 60 000 ha et contribue de manière significative à la production hydroélectrique régionale. Depuis le début de son exploitation dans les années 1950, l’accumulation de sédiments dans le réservoir de Pozzillo a affecté la zone autour de la sortie de fond du barrage, réduisant ainsi la capacité de stockage et causant des difficultés opérationnelles.
En conséquence, l’Autorité italienne chargée de la sécurité des barrages a limité le niveau d’exploitation maximal du réservoir, réduisant ainsi sa capacité de stockage utile de 110 millions à 50 millions m3; cela a entraîné une perte importante de production hydroélectrique et a gravement entravé l’irrigation. Enel Green Power Italia s’est mise en quête d’une solution. Au fil des ans, les ingénieurs ont mené plusieurs études et élaboré diverses propositions de conception, mais aucune n’était viable, car elles nécessitaient toutes la vidange du lac, ce qui aurait compromis l’irrigation pendant les travaux de rénovation. En 2018, une approche auparavant principalement utilisée en Europe du Nord, fondée sur la technologie RD® Pile de SSAB, a été mise en œuvre par LMT Commerciale S.r.l., une société du groupe GeoLSA. Cette technologie permet la construction sans assèchement du réservoir. «Une fois les travaux terminés, le rétablissement du fonctionnement de la prise d’eau de fond permettra de lever la restriction de capacité de stockage, et l’eau pourra être stockée dans le lac de Pozzillo pour être utilisée pendant les saisons sèches», expliquait monsieur Cicero. Enel Green Power exploite plus de 1400 centrales sur les 5 continents. Rien qu’en Italie, Enel exploite 687 centrales hydroélectriques, éoliennes, solaires et géothermiques et gère 400 barrages. «Si la solution actuellement mise en œuvre à Pozzillo s’avère efficace, elle pourrait être reproduite sur d’autres barrages confrontés au même problème», estimait Girolamo Andrea Cicero. «L’objectif n’était pas d’enlever les sédiments du réservoir, ce qui aurait été irréalisable, mais plutôt de construire une nouvelle sortie de fond reliée au réseau de tunnels existant. Le nouveau tunnel est situé 16 m plus haut que l’ancien», expliquait Paolo Muneretto, chef de projet en ingénierie chez Fondamenta S.p.A.
«Les pieux RD constituent la seule solution pratique pour créer une paroi continue et étanche dans les conditions rocheuses extrêmement dures du réservoir, s’étendant de la terre ferme jusqu’aux sections submergées», précisait monsieur Muneretto. La paroi de pieux RD crée une barrière étanche et structurellement stable à l’intérieur du réservoir, permettant ainsi aux travaux d’excavation et de restauration de se dérouler en toute sécurité tandis que le réservoir reste partiellement opérationnel. La structure intercepte le tunnel de décharge existant et relie en toute sécurité le nouveau tunnel de décharge surélevé au système existant. Elle contribue également à maintenir les sédiments à leur niveau actuel et à réduire les besoins futurs en matière de dragage d’entretien. Les pieux ont été principalement enfoncés dans le substrat rocheux, ce qui entraîne une usure exceptionnelle des outils de forage et réduit la productivité de forage. Les pieux RD en acier SSAB, installés à l’aide du système de tubage MINCON Ring Bit spécialement conçu pour le forage dans la roche dure, ont été mis en place à l’aide de systèmes de rinçage hydrauliques et pneumatiques. Les pieux sont reliés entre eux par des connecteurs RM/RF de SSAB et rendus étanches à l’aide du matériau d’étanchéité WADIT®. Un canal d’injection intégré aux connecteurs garantit l’étanchéité de la paroi du pieu RD et assure un contact rigide avec la roche, sans qu’il soit nécessaire d’utiliser des tuyaux d’injection distincts. Les pieux du mur devant mesurer jusqu’à 45 m de long, il n’était pas envisageable de les transporter sur toute leur longueur jusqu’au barrage. Des sections plus courtes ont donc dû être soudées ensemble sur place, et il était essentiel de respecter des tolérances très strictes au niveau des joints. Afin de garantir un ajustement précis, toutes les sections de chaque pieu ont été fabriquées de manière séquentielle dans la même usine de tubes SSAB, ce qui a permis de minimiser les variations de tolérances et d’assurer un assemblage sans heurts sur place. Un navire a acheminé les pieux depuis le port de Raahe, dans le nord de la Finlande, jusqu’en Sicile. Pour garantir une livraison fiable et rentable, la logistique devait elle aussi faire preuve d’innovation. «Nous avons empilé les pieux par-dessus le reste de la cargaison d’acier. Le navire a d’abord fait escale en Sicile où les pieux ont été déchargés, puis il a poursuivi son itinéraire habituel vers le nord de l’Italie», expliquait Tim Kalthaus, directeur du secteur d’activité Tubular International chez SSAB Europe. En raison des limites de poids sur la route du barrage, les gaines d’acier n’ont pas pu être transportées directement à travers le barrage. Les matériaux arrivés au port d’Augusta, en Sicile, ont été transférés par camion jusqu’au chantier, puis acheminés à travers le réservoir à l’aide de barges et de grues lourdes. Toute l’équipe du projet souligne que Simone Rossetto, ingénieur et chef des ventes chez GeoLSA, a joué un rôle important non seulement en soutenant la solution RD Pile pour le projet de Pozzillo, mais aussi en apportant son expertise technique et son soutien pendant les phases de conception et de mise en œuvre initiale. «Forts de notre expérience acquise au cours de plus de 300 projets à travers le monde, nous sommes convaincus que la paroi de pieux RD Pile est la solution la plus efficace pour ce projet, compte tenu des coûts globaux», confirmait Tim Kalthaus. Le projet de Pozzillo va au-delà de la restauration de la prise d’eau de fond du barrage. Il comprend également le dragage des sédiments à des profondeurs pouvant atteindre 20 m et leur traitement afin de réinjecter de l’eau clarifiée dans le réservoir. Environ 10 000 m3 des sédiments récupérés seront réutilisés en agriculture, tandis que des chercheurs du CNR et de l’Université d’Enna étudient leur potentiel pour la fabrication de matériaux de construction à base de géopolymères, notamment pour des produits de construction, des infrastructures de transport et des ouvrages de protection côtière. «Le projet de remise en état du barrage de Pozzillo illustre parfaitement comment il est possible de rétablir la capacité opérationnelle et la sécurité à long terme d’une infrastructure hydraulique stratégique en combinant des technologies innovantes de fondations profondes, l’ingénierie hydraulique et la gestion des sédiments », concluaitt Girolamo Andrea Cicero.
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«L’envasement est causé par une combinaison de facteurs : la géologie locale, le ruissellement agricole, les sécheresses prolongées et l’emplacement de la prise d’eau hydroélectrique. Au fil du temps, la prise de fond s’est complètement obstruée. Sans prise de fond fonctionnelle, le réservoir ne pouvait plus être vidangé rapidement et complètement en cas d’urgence», expliquait Girolamo Andrea Cicero, directeur chez Enel Green Power Italia, l’exploitant de la centrale de Pozzillo.
En collaboration avec Fondamenta, une entreprise de génie civil établie à Milan, et LTM/GeoLSA, qui a fourni un soutien technique pendant la phase de conception ainsi que l’équipement nécessaire à ce chantier exigeant, Enel Green Power rétablit la capacité du réservoir de Pozzillo grâce à la technologie RD Pile.
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