« Un tel hommage ne peut être rendu sans évoquer l’action exemplaire des trois Pierre : Duffaut (1924–2020), Habib (1925–2019) et Londe (1922–1999) ».
Voir note de Vincent Maury en fin d’article.

Avant propos

L’après guerre et la deuxième moitié du XX^e siècle se caractérisent par la réalisation d’un programme soutenu d’aménagements hydroélectriques et d’ouvrages hydrauliques tant en France qu’à l’étranger (Piraud, 2021 ; Giafferi, 2021). Le début de cette période a été marqué par deux catastrophes majeures dans ce domaine : les catastrophes des barrages de Malpasset 1959 en France et de Vajont 1963 en Italie. Il en a résulté un effort considérable d’études et de recherches en France et à l’étranger de la part des Maîtres d’ouvrage, des Maîtres d’œuvre et des Laboratoires dans le domaine de la mécanique des roches sous l’impulsion conjointe des trois Pierre (Duffaut, Habib et Londe), tant sur le plan théorique (Analyse de stabilité, Méthode de Londe, Hydraulique des milieux fissurés, etc…) qu’expérimental (Thèses de Bernaix, 1967 ; Louis, 1967 ; Maury, 1968, etc…, Développement du Piezofor, du Médératec, de la sonde hydraulique triple, du piézomètre continu en sondage, des essais de cisaillement à grandes échelles, du monitoring et de l’auscultation des ouvrages, etc…). Ces approches et techniques ont été appliquées pour comprendre les causes des catastrophes et pour améliorer l’étude des grands projets d’aménagement de l’époque, ce sous l’impulsion des trois Pierre, en particulier, à Électricité de France, pour les projets de la REH Alpes Nord (Région d’Équipement Hydraulique) pour les aménagements d’Émosson, Haute-Vallée de l’Arve (Haute Savoie), de Vouglans sur l’Ain, du Mont Cenis (Savoie) et de Grand-Maison sur la vallée de l’Eau d’Olle (Isère), etc…, projets abordés dans le présent article. À ce titre, il convient d’insister sur le fait que les approches et les études des projets de Vouglans et de Grand-Maison sont à considérer comme exemplaires.

Barrage de Vouglans 1968 sur l’Ain (Jura). Voûte à double courbure : H = 130 m ; L = 427 m ; V = 650 Mm³ (Doc. EDF).

Vouglans Dam 1968 on the Ain-River (Jura). Double-curved arch: H = 130 m; L = 427 m; V = 650 Mm³ (Doc. EDF).

1 Rétrospective et synthèse des actions de Pierre Duffaut, en relation avec P. Londe et P. Habib

Pierre Duffaut passa une partie de son enfance à Bort-les-Orgues (Corrèze) proche du grand barrage du même nom. Admiratif de son père Joseph Duffaut, X-Ponts, Ingénieur en chef à Électricité de France en charge des équipements hydrauliques, il l’accompagna, enfant, sur des chantiers de barrages, en particulier le Barrage de Marèges (Cantal) réalisé en 1935 et dont son père avait la responsabilité. Après une solide formation à l’École des Mines de Saint-Étienne, avec en option la Géologie de l’Ingénieur appliquée aux techniques minières et au génie civil (Prof. Letourneur et autres), Pierre Duffaut, jeune ingénieur, voit son choix de carrière influencé par ses grandes aspirations personnelles : la montagne, l’eau vive et donc, la houille blanche, les équipements hydrauliques et, in fine, les barrages.

Il s’engagea en 1948 dans la même voie que son père en intégrant Électricité de France à la Division Géologie et Géotechnique, au siège rue de Messine à Paris 8^e, un service fonctionnel mis en place par Jean Crosnier-Leconte, professeur de Géologie à l’École Centrale de Paris.

Sa vocation, sa formation et ses expériences riches d’enseignements comme chef d’Aménagement sur le terrain pour la construction du Barrage de Lanoux (Pyrénées) confirment ses hautes compétences en alliant ses connaissances de base dans le domaine de la Géologie aux études spécifiques imposées par les équipements hydrauliques et les barrages.

Deux catastrophes particulièrement tragiques dans le domaine des barrages (Malpasset, 1959 et Vajont, 1963) et les vagues destructrices sur les villes de Fréjus et surtout de Longarone en Italie se traduisent par une motivation sans cesse croissante de P. Duffaut, en marge des enquêtes et de l’élaboration des rapports d’expertise technique et judiciaire après la catastrophe de Malpasset. Il entreprend alors de longues consultations extérieures auprès des Maîtres de la profession, par exemple Marcel Roubault, Directeur de l’École de Géologie de Nancy, proche de Georges Corroy, professeur de Géologie à l’Université de Marseille, chargé de l’Étude du site de Malpasset, Jean Goguel du BRGM, le professeur Barbier de l’Institut Dolomieu à Grenoble et le professeur Edouard Tincelin de l’École des Mines de Paris.

Il anime et développe la collaboration entre les « trois Pierre », Duffaut (1924–2020) à EDF, Habib (1925–2019) du Laboratoire de Mécanique des Solides de l’École Polytechnique et Londe (1922–1999) du Bureau d’Ingénieurs-Conseils Coyne et Bellier, Maître d’œuvre pour la plupart des équipements hydrauliques d’EDF. Ensemble, les trois Pierre, vont être à l’origine de nombreuses et importantes innovations et actions de recherche dans le domaine de la mécanique des roches, discipline naissante avec le 1^er congrès International de Lisbonne en 1966, suivi par le lancement et le développement du CFMR, Comité Français de Mécanique des Roches en 1967, présidé successivement par les trois Pierre après Jean Mandel qui procéda à sa création.

Les actions d’animation de P. Duffaut concernent en premier le monde étudiant avec ses cours et ses conférences dans les Écoles d’Ingénieurs, l’encadrement de recherches et de thèses touchant à la mécanique et l’hydraulique des roches. Je fus moi-même l’un des premiers en effet, plus que choqué et motivé par le drame de Malpasset, j’ai senti naître, encore en « Prépa », ma propre vocation pour l’Étude des Barrages. À mon entrée à l’École Centrale de Paris, mon objectif premier fut de rencontrer notre professeur de Géologie, M. Jean Crosnier-Leconte (1960). Ce fut rapide et efficace, notre professeur m’a présenté à la Division Géologie Géotechnique qu’il dirigeait à EDF, d’où mon premier contact avec P. Duffaut qui n’a alors jamais cessé de m’encadrer, d’une part, avec un premier long stage en 1962 sur l’Aménagement de la Haute Vallée de l’Arve à Chamonix pour le Barrage d’Émosson, à la frontière suisse, et, d’autre part, l’attribution d’une longue bourse d’Études (de huit ans) en hydromécanique des roches à l’Université de Karlsruhe avec les professeurs Muller et Wittke et ensuite à l’Interdépartemental Rock Mechanics Project à la Royal School of Mines de l’Imperial College London avec les professeurs Evert Hoek, Bishop et Skempton.

Le thème de recherches proposé sur le comportement hydromécanique des roches fissurées résultait des problématiques soulevées par la rupture catastrophique du Barrage de Malpasset survenu le 2 décembre 1959 en amont de Fréjus (Var).

La coopération et la coordination fructueuses étaient lancées, entre les trois Pierre, leur laboratoire et leurs étudiants ou chercheurs respectifs (Jean Bernaix avec P. Londe, Vincent Maury avec P. Habib et Claude Louis avec P. Duffaut). Ces actions ont coïncidé avec le lancement de la « Mécanique des Roches » à travers les trois congrès internationaux de Lisbonne 1966, Belgrade 1970 et Denver 1974. P. Duffaut avait alors amorcé un flux d’échanges scientifiques avec les principaux laboratoires européens à l’Université de Karlsruhe, à l’Imperial College London, à l’EPFL de Lausanne et en France.

Animateur dans l’âme, P. Duffaut a été en 1966 le premier secrétaire du Comité Français de Mécanique des Roches (je lui ai succédé en 1972) avant d’en assurer la présidence en 1980. Après mes stages à EDF (surtout pour les aménagements d’Émosson et de Vouglans) et mon premier emploi au Bureau Coyne et Bellier en 1964, P. Duffaut m’envoya et m’encadra à Karlsruhe pour ma première thèse puis à Imperial College à Londres, coopérations qui se traduisirent par des visites et des échanges périodiques (des trois Pierre) si fructueux concernant la mécanique des roches et les applications pour les barrages et aussi les mines de Rio Tinto (Open Pit Atalaya), de la CAM (Compagnia Andalusia de Minas) en Espagne et enfin de Miferma (Mines de fer de Mauritanie, Tazadit et de F’Derik).

Dans ces années 1960 l’objectif essentiel était bien sûr l’analyse de la rupture du barrage de Malpasset, en marge du procès de la catastrophe (Fig. 1), avec la thèse de Jean Bernaix et mes essais et calculs en hydromécanique des milieux fissurés caractérisés par des conductivités hydrauliques sensibles aux contraintes (Fig. 2), en 1965 sur les bases de conseils avertis des trois Pierre, surtout Duffaut et Londe. Les forces de volume dues aux écoulements agissant sur les gneiss de Malpasset, sensibles aux contraintes, voient leur amplitude multipliée par un facteur 6 avec une orientation des plus défavorables, ce qui explique sans le moindre doute la rupture fatale de l’assise du barrage, en tenant compte de la présence de la faille aval (Thèses de Louis, 1967 et 1974 ; EDF, 1968). Des analyses aux états limites (Fig. 3, Londe, 1966) ont ensuite été menées avec la mise en évidence et l’explication de « l’Explosion hydraulique souterraine », terme dû à P. Londe, conduisant au déséquilibre total de l’appui rive gauche du barrage sur le dièdre fatal délimité par la faille aval et une discontinuité à l’amont.

Dès la fin de cette action de recherche, de nombreux essais ont été menés avec P. Duffaut au Laboratoire d’Hydrogéomécanique du BRGM sur les écoulements à travers des fissures comprimées et des échantillons très fortement confinés (jusqu’à 20 MPa de confinement radial). Cela s’est poursuivi ensuite par des études encore plus complexes de thermo-hydro-mécanique des roches avec la thèse de Sylvie Gentier dirigée par P. Duffaut et B. Feuga.

À elle seule, la catastrophe de Malpasset, les analyses très poussées de P. Duffaut et ses nombreuses publications constituent une contribution magistrale concernant le comportement hydromécanique des roches fissurées, sensibles aux contraintes, et en plus, traversées par des failles majeures pouvant déstabiliser un ouvrage tel qu’un appui de barrage-voûte.

En parallèle avec ses actions de recherches et l’encadrement de thèses, P. Duffaut suivait très en détail les programmes d’équipements hydrauliques d’EDF. Ce travail était mené avec les opérationnels et le Maître d’œuvre, le Bureau Coyne et Bellier, sur les sites, par exemple la REH Alpes-Nord à Chambéry (Région d’Équipements Hydrauliques Alpes-Nord dirigée par Eloi Chardonnet et Gilbert Marin) concernant les principaux sites aménagés en cette fin de XX^e siècle, entre autres, les barrages d’Émosson (Franco-Suisse), de Vouglans (Jura), du Mont Cenis (Savoie) et de Grand-Maison (Isère). À cela s’ajoutent les stations de pompage-turbinage associées aux barrages ou en site vierge, par exemple Revin (Ardennes), Sisteron et La Coche (Savoie) et les barrages au fil de l’eau sur les grands fleuves, comme le Rhin : Barrages de Gambsheim (Bas-Rhin) et d’Iffezheim (Allemagne) avec des nouvelles tranches de production d’électricité, à faible hauteur mais à très haut débit.

La DGG (Division Géologie Géotechnique), d’EDF par P. Duffaut, entre autres, en relation avec la REH Alpes-Nord (Brice Wong et Michel Courier) a réalisé des études géotechniques remarquables sur ces derniers sites toujours en relation avec le Maître d’œuvre, le Bureau Coyne et Bellier, concernant la nature des barrages, leur fondation, leur stabilité avec l’examen des risques de glissement des rives des réservoirs. Les spécificités de chacun de ces aménagements sont reprises ci-après, en insistant sur l’originalité et la pertinence des actions de P. Duffaut sur les plans théorique et expérimental, surtout in situ, en collaboration étroite avec P. Habib et P. Londe.

Fig. 1 Schéma caricatural publié dans la revue « Science et Vie » pendant le procès en octobre 1964 pour représenter la dynamique de la catastrophe de Malpasset (explosion hydraulique). A : Pression appliquée souterraine des infiltrations ; B : terre compressée ; C : faille aval étanche ; D : sens des infiltrations ; b : résultante des sous-pressions. Caricature published in the revue “Science et Vie” during the legal action October 1964 to represent the dynamics of the Malpasset disaster (hydraulic explosion). A: Hydrostatic water pressure; B: compressed soil; C: tight downstream fault; D: water flow direction; b: water pressure result.

Fig. 2 Réseaux d’écoulement et forces du volume dues à l’eau avec ou sans compressibilité du gneiss sous l’action de la poussée de la voûte – Calculs réalisés en 1965 (Doc. Louis, 1967). Flow nets and flow-forces with or without gneiss-compressibility under the arc-pressure – Results of 1965 (Doc. Louis, 1967). a: Uncompressible fissured media; b: compressible fissured media due to Q.

Fig. 3 Effet barrage dans la foliation – Analyse de stabilité aux états limites – Résultante des pressions appliquées. Processus explicité par Londe et Louis en 1964 (Londe, 1966). Mécanisme de rupture de la fonction rive gauche du Barrage de Malpasset : la poussée du barrage a comprimé et étanché les gneiss, d’où la formation d’un « barrage souterrain » qui n’a pas résisté aux sous-pressions hydrauliques agissant sur sa face amont. Dam-affect in the foliation – Pressure effect on the foliation according to Londe and Louis, 1964 (Londe, 1966). Breaking mechanism of the foundation on the left bank of the Malpasset dam: the thrust of the dam compressed and sealed the gneisses, hence the formation of an “underground dam” which could not withstand the hydraulic uplifts acting on its upstream face.

2 Aménagement de la Haute Vallée de l’Arve (Haute Savoie)

Les travaux réalisés ont été riches d’enseignements dans le domaine du creusement de puits, de galeries et de siphons de géométries imposantes à l’amont d’un barrage-réservoir de grand volume.

Le barrage d’Émosson (barrage franco-suisse) constitue l’objectif majeur de l’aménagement de la Haute Vallée de l’Arve (Haute-Savoie). À l’amont il se caractérise par un réseau de galeries d’amenée, côté France, très important pour le captage des glaciers, des torrents et en particulier à Argentière, aux Grands Montets, à la Mer de Glace, au glacier des Bossons et à Monvauthier (puits creusé par une technique originale performante « l’Alimak » travaillant de bas en haut). Ce chantier réalisé en 1960–1965 s’est soldé par des difficultés majeures, des coups d’eau, des débourrages en puits et en galeries (Col de Balme) et des accidents mortels dus à des poches de gaz (au captage de la Mer de Glace).

3 Barrage de Vouglans (Ain), photo hors texte

Le barrage de Vouglans (Fig. 4), constitue l’aménagement le plus important en volume de réservoir réalisé en France avec 650 Mm³ stockés sur 40 km de la vallée de l’Ain, derrière une voûte à double courbure de 130 m de hauteur et une crête de 427 m. Il fut suivi par P. Duffaut pour la maîtrise d’ouvrage (la REH Alpes Nord à Chambéry et la DGG d’EDF) et par le Maître d’œuvre, Coyne et Bellier. Cet aménagement fut l’objet d’une approche géologique et géotechnique exceptionnelle avec un schéma structural très régulier s’appuyant sur plus d’un millier de mesures sur les diaclases subverticales réparties en deux familles P₁ et P₂ très régulières dans la fouille (Fig. 5) et les joints de stratification P₃ (exemple, au niveau 340, au tiers inférieur du barrage).

La structure des appuis présentait des risques d’instabilité flagrants au niveau d’un tétraèdre soumis à l’action des forces appliquées (le poids avec des éventuels effets sismiques, la poussée de la voûte Q et les sous-pressions U₁, U₂ dans les diaclases et à la base U₃ constituée par la stratification (Fig. 6), en particulier le joint marneux du niveau 340). Dans le cas de la rive gauche du barrage de Vouglans les valeurs numériques des efforts sont particulièrement importantes avec des efforts pouvant dépasser 1 Mt (comme explicité sur la Fig. 7).

Des investigations exceptionnelles ont été menées dans les fouilles et les galeries pour estimer au mieux les paramètres géotechniques des discontinuités, ainsi un grand essai de cisaillement direct a été réalisé sur ledit joint 340 en taillant le « sarcophage », (Fig. 8) sur une surface de 4,40 m² permettant de statuer sur l’effet d’échelle, sur les valeurs de la résistance de « pic » et le frottement résiduel, (Fig. 9). Ces valeurs comparées aux résultats obtenus en laboratoire, au moyen d’une boite de cisaillement plus traditionnelle (Fig. 10) avec une surface testée de 0,12 m² (valeur en soi déjà élevée pour ce type d’essai).

Fig. 4 Profil de la vallée et coupe lithologique. 1 : Sondage profond ; 2 : alluvions glaciaires (Doc. Groupe de Travail CFGB, R49, Q32, 9e CIGB, Istanbul, 1967). Profile of the valley and lithological cross-section. 1: Deep drill hole; 2: glacial alluvium (Doc. Working group CFGB, R49, Q32, 9th CIGB, Istanbul, 1967).

Fig. 5 Appui rive gauche du barrage de Vouglans. K1, K2 diaclases majeures ; K3 plans de stratification (Photo C. Louis). Left abutment of Vouglans Dam. K1, K2 quer-joints; K3 bedding-plane (Picture C. Louis).

Fig. 6 Définition des forces agissant sur un bloc tétraédrique ABCD : W : poids ; Q poussée de l’eau du réservoir ; U1, U2, U3 sous pressions sur les faces P1, P2, P3 (Doc. Groupe de Travail CFGB, R49, Q32, 9e CIGB, Istanbul, 1967). Forces acting on a tetrahedral block ABCD: W: weight; Q thrust from arch dam; U1, U2, U3 uplift water pressures on the faces P1, P2, P3 (Doc. Working group CFGB, R49, Q32, 9th CIGB, Istanbul, 1967).

Fig. 7 Forces agissantes sur le tétraèdre appui rive gauche du Barrage de Vouglans (Doc. Groupe de Travail CFGB, R49, Q32, 9e CIGB, Istanbul, 1967). Forces acting on a tetrahedral left abutment of Vouglans Dam (Doc. Working group CFGB, R49, Q32, 9th CIGB, Istanbul, 1967).

Fig. 8 « Sarcophage » – Essai in situ de cisaillement sur 4,40 m2 du joint marneux à la côte 340 (Doc. Groupe de Travail CFGB, R49, Q32, 9e CIGB, Istanbul, 1967). “Sarcophage” – in situ shear testing on large scale 4.40 m2 on the marl joint on the 340 level (Doc. Working group CFGB, R49, Q32, 9th CIGB, Istanbul, 1967).

Fig. 9 Résultats des essais de cisaillement sur le joint marneux 340 in situ et en laboratoire (site de Vouglans) (Doc. Groupe de Travail CFGB, R49, Q32, 9e CIGB, Istanbul, 1967). Shear-test results on the marl-joint on 340 level in situ and in laboratory (Vouglans site) (Doc. Working group CFGB, R49, Q32, 9th CIGB, Istanbul, 1967).

Fig. 10 Machine de cisaillement pour joint rocheux sur une surface de 0,12 m2 (Laboratoire Seil-Télémac à Asnières) (Doc. Groupe de Travail CFGB, R49, Q32, 9e CIGB, Istanbul, 1967). Shear apparatus for rock joint of 0.12 m2 (Laboratory Seil-Télémac, Asnières) (Doc. Working group CFGB, R49, Q32, 9th CIGB, Istanbul, 1967).

4 Aménagement hydro-électrique du Mont-Cenis (Savoie)

Tous les sites de barrage présentent des singularités, voire des difficultés majeures à surmonter, ce fut le cas pour le barrage du Mont Cenis, au col du même nom à la frontière italienne (barrage d’altitude en enrochements) pour lequel P. Duffaut, avec les mêmes partenaires, rencontra des problèmes spécifiques. L’avis de P. Duffaut fut pertinent concernant la structure et la géologie du col, la recherche des matériaux pour le noyau (les limons du Mont Cenis imposèrent des essais spécifiques de perméabilité in situ à grande échelle) et enfin pour un glissement fossile (glissement du Lamet) sur la rive gauche avec emprise sur le barrage.

Ce risque retarda la mise en eaux en raison des enjeux sur le versant italien, en cas de glissement et d’éventuelles surverses. Le problème fut réglé par des masques drainants et la mise en place d’un système de surveillance permanent, opérationnel pendant les longues saisons hivernales. Aucune galerie de drainage n’a pu hélas être réalisée.

5 Aménagement de Grand-Maison (Isère)

L’aménagement du site de Grand-Maison passa par deux projets successifs avec, à l’origine, une grande voûte mince d’une hauteur de 210 m sur le site aval dans le cristallin (gneiss et amphibolites fracturés). Un très gros programme d’investigations hydromécaniques fut entrepris, suite à la psychose de la catastrophe de Malpasset, avec, entre autres :

• Une analyse structurale très poussée des appuis de la voûte et en fond de vallée (Fig. 11) ;

• La réalisation d’essais spécifiques à la sonde hydraulique triple et par une piézométrie ponctuelle dans la galerie sous-fluviale et les galeries latérales (Fig. 12 et 13) ;

• L’appréciation de la compressibilité du gneiss et les conséquences sur les conductivités hydrauliques directionnelles (Fig. 14) ;

• La simulation sur un modèle 3D des écoulements dans les appuis et sous le barrage (Fig. 15).

Deux résultats très significatifs ont été obtenus avec la mise en évidence d’une anisotropie très marquée de 1,6 k et 0,17 k, parallèle à l’un des appuis et perpendiculairement à l’autre (Fig. 11) grâce à des essais spécifiques (Fig. 12 et 13), le module de perméabilité k variant en profondeur selon des mesures présentées dans la figure 14.

Les simulations à l’aide d’un modèle hydraulique 3D ont permis d’estimer les réseaux d’écoulement dissymétriques dans les appuis (Fig. 15), coupe sous le barrage au niveau 1474 m NGF, ΔHw = 20 m entre les lignes équipotentielles successives avec, en rive gauche, un très bon drainage naturel à l’aval et la rive droite soumise à des sous-pressions majeures nécessitant une forte densité de drains (détails donnés dans Louis, 1974). Les analyses de stabilité durent enfin tenir compte de la présence d’une faille majeure au sommet de l’appui rive droite.

In fine, le site aval avec la voûte mince a été abandonné en raison de la politique EDF en hydro-électricité donnant priorité à des barrages de plus faible hauteur associés à des aménagements de stations de transfert d’énergie. Dans le cas de Grand Maison, le choix s’est orienté en faveur d’un barrage en enrochements moins haut (H = 160 m), en amont réalisé dans le Lias (Fig. 16 et 17) avec une installation par pompage-turbinage de grande hauteur (926 m) grâce à des conduites forcées à travers la chaîne de Belledonne.

P. Duffaut connaissait particulièrement bien les singularités de la géologie de la vallée de l’Eau d’Olle, avec le massif cristallin constitué de granit très à l’aval et ensuite des gneiss et amphibolites caractéristiques du premier site pour le barrage-voûte de 210 m de haut en amont du Rivier d’Allemont et le lias calcaire plus en amont vers le Col du Glandon, après l’élargissement du Défilé de Maupas.

Le second barrage en enrochements fut implanté juste au contact entre le cristallin et le lias, le choix concernant la nature du barrage en remblais s’accommodant du caractère hétérogène du lias-calcaire.

Deux singularités sont à signaler sur les deux sites de barrage de Grand-Maison :

• La présence d’une faille majeure sur le site du barrage-voûte à l’aval (faille E-W de pendage 70° N sur la rive droite. Constat sans importance du fait de l’abandon du projet aval ;

• Un glissement actif (glissement du Billan) en rive droite au contact cristallin / lias calcaire proche du barrage. Ce glissement a été stabilisé par l’action d’une galerie drainante.

Après son départ d’EDF en 1978, P. Duffaut continua à s’intéresser à ce projet, en particulier pour les options prises pour en faire un record en France des STEP (Stations de Transfert d’Énergie par Pompage) par la hauteur de pompage-turbinage très élevée, 926 m pour 217 m³/s, valeur également élevée et un volume utile du réservoir supérieur de 132 Mm³ à 1696 m d’altitude. Il s’agissait donc d’un projet exceptionnel mis en service en 1988.

L’intérêt de ce projet concerne par ailleurs sa conception et la sécurité du barrage avec la mise en œuvre d’un système de surveillance des plus élaborés avec un suivi permanent des déplacements et de la piézométrie dans le noyau, comme le montrent les figures 18 et 19 (EDF, 2006). Il en est de même pour la lutte contre les risques d’érosion interne (selon l’approche de J.J. Fry, expert de l’érosion interne d’EDF Technolac), approche facilitée dans le cas de barrage en remblais homogènes longitudinalement. (Noyau en terre, éboulis propres, enrochements, Fig. 16).

Fig. 11 Essais hydrauliques orientés sous la voûte du Barrage de Grand-Maison. Disposition des éléments de reconnaissance par galeries et sondages. 1 : Galeries rive droite ; 2 : galeries rive gauche ; 3 : galerie sous-fluviale ; 4 : diagramme de fracturation (environ 1000 mesures) (Doc. Louis, 1974). Oriented hydraulic testings under the Grand-Maison Arch Dam. Exploration elements (galleries and boreholes). 1: Right galleries; 2: left galleries; 3: gallery under the valley; 4: fracturation diagram (about 1000 measurements) (Doc. Louis, 1974).

Fig. 12 Orientation des sondages par rapport à la fracturation (Doc. Louis, 1974). Boreholes orientation according to the fracturation (Doc. Louis, 1974).

Fig. 13 Principe de mesure à l’aide de la sonde hydraulique triple. 1 : Sonde hydraulique triple ; 2 : obturateurs ; 3 : chambre de mesure centrale ; 4 : piézomètres latéraux (Doc. Louis, 1974). Testing principles using the triple hydraulic device. 1: Triple hydraulic device; 2: packers; 3: central measurement chamber; 4: lateral piezometers (Doc. Louis, 1974).

Fig. 14 Variation de la conductivité hydraulique en fonction de la profondeur. Site du Barrage de Grand-Maison (Isère). K = Conductivité hydraulique perpendiculaire au sondage ; σe = contrainte normale effective perpendiculaire à K ; Po = pression interstitielle moyenne dans la zone d’essai (Doc. Louis, 1974). Hydraulic conductivities with the depth, Grand-Maison Dam site. K = Hydraulic conductivity perpendicular to the borehole; σe = effective normal stress, perpendicular to K; Po = pore pressure in the testing area (Doc. Louis, 1974).

Fig. 15 Réseaux d’écoulement totalement dissymétriques en raison de l’anisotropie hydraulique (1,6 k–0,17 k) à la base du barrage-voûte de Grand-Maison, site aval (Doc. Louis, 1974). Asymmetrical potential lines at level 1475 m due to the hydraulic anisotropy 1.6 k–0.17 k under the arch dam, downstream site (Doc. Louis, 1974).

Fig. 16 Coupe du Barrage de Grand-Maison en terre et en enrochements, site amont (d’après Cadot, 1982). Cross-section of the rock-fill dam of Grand-Maison, upstream site (after Cadot, 1982).

Fig. 17 Barrage de Grand-Maison en terre et enrochement, site amont (Photo EDF). View of Grand-Maison rock fill dam, upstream site (Picture EDF).

Fig. 18 Auscultation fine du Barrage de Grand-Maison. Déformations 20 ans après – Amplitude et vitesse de déplacement (Doc. EDF, 2006). Monitoring of the Grand-Maison rock fill dam. Deformations after 20 years – Displacement magnitudes and speeds (Doc. EDF, 2006).

Fig. 19 Auscultation fine du Barrage de Grand-Maison – Piézométrie au cœur du noyau (Doc. EDF, 2006). Monitoring of the Grand-Maison rock fill dam – Piezometric measurements (Doc. EDF, 2006).

6 Conclusion

Jusqu’à la fin de sa vie, la passion de P. Duffaut pour les aménagements hydrauliques a prévalu en échangeant avec ses anciens collaborateurs, en animant des actions de recherche et en apportant des conseils avisés pour tous les projets nouveaux (Presse des Ponts et Chaussées, 2000 ; Duffaut, 2004 ; AFTES, 2020). Il m’a ainsi assisté pour les études préliminaires du barrage de Katse au Lesotho où j’ai effectué les toutes premières reconnaissances et surtout pour les options délicates prévues pour le barrage récent de Lom Pangar au Cameroun, avec un projet basé sur une partie centrale en béton (avec tous les équipements : évacuateur de crue, prises d’eau, vidange de fond) sur le lit mineur et deux digues latérales en remblais.

Ces types d’ouvrages sont des plus délicats, en raison des risques et des enjeux, d’une part, lors de la mise en œuvre des remblais en matériaux meubles conformes aux caractéristiques présentées aux 5^e Journées Africaines de Géotechnique, Brazzaville du 16 au 18 mai 2013, et d’autre part, pour la lutte contre les risques d’érosion interne aux interfaces avec le béton à l’aide de filtres et de drains bien étudiés, etc…

Ses conseils ont toujours été plus que pertinents et sa disponibilité totale.

Clin d’œil à Pierre Duffaut

Compte tenu de sa notoriété et de sa personnalité marquante, Jean Crosnier-Leconte, Professeur de Géologie à l’École Centrale de Paris, à l’origine des études de géologie et de géotechnique sur tous les sites des grands projets d’Électricité de France, a inévitablement été l’objet d’une caricature (Fig. 20) due à ses élèves ingénieurs de l’École Centrale de Paris (1961).

Claude Louis, Soulosse, le 30/06/2021
louiscca@msn.com

Dernière conférence de Pierre Duffaut avec Claude Louis, à l’UCP de Neufchâteau (88), le 22 mai 2018 sur le thème de « La houille blanche et la catastrophe de Malpasset » dans le cadre d’un contact avec Jean Corroy, fils de l’expert géologue Georges Corroy, chargé de l’Étude géologique du site. Doc. UCP, hors texte.

Fig. 20 Jean Crosnier-Leconte, le « zéologue ». Caricature des élèves de l’École Centrale, 1961. Professeur de Géologie à l’École Centrale de Paris. Chef de la DGG (Division Géologie Géotechnique) à Électricité de France (Doc. C. Louis). Jean Crosnier-Leconte, the “zeologue”. Caricature of the École Centrale students, 1961. Professor for Geology at École Centrale de Paris. Head of DGG (Division Géologie Géotechnique) at Électricité de France (Doc. C. Louis).

Références

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Liste des figures

Fig. 1 Schéma caricatural publié dans la revue « Science et Vie » pendant le procès en octobre 1964 pour représenter la dynamique de la catastrophe de Malpasset (explosion hydraulique). A : Pression appliquée souterraine des infiltrations ; B : terre compressée ; C : faille aval étanche ; D : sens des infiltrations ; b : résultante des sous-pressions. Caricature published in the revue “Science et Vie” during the legal action October 1964 to represent the dynamics of the Malpasset disaster (hydraulic explosion). A: Hydrostatic water pressure; B: compressed soil; C: tight downstream fault; D: water flow direction; b: water pressure result.

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	Fig. 2 Réseaux d’écoulement et forces du volume dues à l’eau avec ou sans compressibilité du gneiss sous l’action de la poussée de la voûte – Calculs réalisés en 1965 (Doc. Louis, 1967). Flow nets and flow-forces with or without gneiss-compressibility under the arc-pressure – Results of 1965 (Doc. Louis, 1967). a: Uncompressible fissured media; b: compressible fissured media due to Q.
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Fig. 3 Effet barrage dans la foliation – Analyse de stabilité aux états limites – Résultante des pressions appliquées. Processus explicité par Londe et Louis en 1964 (Londe, 1966). Mécanisme de rupture de la fonction rive gauche du Barrage de Malpasset : la poussée du barrage a comprimé et étanché les gneiss, d’où la formation d’un « barrage souterrain » qui n’a pas résisté aux sous-pressions hydrauliques agissant sur sa face amont. Dam-affect in the foliation – Pressure effect on the foliation according to Londe and Louis, 1964 (Londe, 1966). Breaking mechanism of the foundation on the left bank of the Malpasset dam: the thrust of the dam compressed and sealed the gneisses, hence the formation of an “underground dam” which could not withstand the hydraulic uplifts acting on its upstream face.

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	Fig. 4 Profil de la vallée et coupe lithologique. 1 : Sondage profond ; 2 : alluvions glaciaires (Doc. Groupe de Travail CFGB, R49, Q32, 9e CIGB, Istanbul, 1967). Profile of the valley and lithological cross-section. 1: Deep drill hole; 2: glacial alluvium (Doc. Working group CFGB, R49, Q32, 9th CIGB, Istanbul, 1967).
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	Fig. 5 Appui rive gauche du barrage de Vouglans. K1, K2 diaclases majeures ; K3 plans de stratification (Photo C. Louis). Left abutment of Vouglans Dam. K1, K2 quer-joints; K3 bedding-plane (Picture C. Louis).
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Fig. 6 Définition des forces agissant sur un bloc tétraédrique ABCD : W : poids ; Q poussée de l’eau du réservoir ; U1, U2, U3 sous pressions sur les faces P1, P2, P3 (Doc. Groupe de Travail CFGB, R49, Q32, 9e CIGB, Istanbul, 1967). Forces acting on a tetrahedral block ABCD: W: weight; Q thrust from arch dam; U1, U2, U3 uplift water pressures on the faces P1, P2, P3 (Doc. Working group CFGB, R49, Q32, 9th CIGB, Istanbul, 1967).

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	Fig. 7 Forces agissantes sur le tétraèdre appui rive gauche du Barrage de Vouglans (Doc. Groupe de Travail CFGB, R49, Q32, 9e CIGB, Istanbul, 1967). Forces acting on a tetrahedral left abutment of Vouglans Dam (Doc. Working group CFGB, R49, Q32, 9th CIGB, Istanbul, 1967).
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	Fig. 8 « Sarcophage » – Essai in situ de cisaillement sur 4,40 m2 du joint marneux à la côte 340 (Doc. Groupe de Travail CFGB, R49, Q32, 9e CIGB, Istanbul, 1967). “Sarcophage” – in situ shear testing on large scale 4.40 m2 on the marl joint on the 340 level (Doc. Working group CFGB, R49, Q32, 9th CIGB, Istanbul, 1967).
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	Fig. 9 Résultats des essais de cisaillement sur le joint marneux 340 in situ et en laboratoire (site de Vouglans) (Doc. Groupe de Travail CFGB, R49, Q32, 9e CIGB, Istanbul, 1967). Shear-test results on the marl-joint on 340 level in situ and in laboratory (Vouglans site) (Doc. Working group CFGB, R49, Q32, 9th CIGB, Istanbul, 1967).
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	Fig. 10 Machine de cisaillement pour joint rocheux sur une surface de 0,12 m2 (Laboratoire Seil-Télémac à Asnières) (Doc. Groupe de Travail CFGB, R49, Q32, 9e CIGB, Istanbul, 1967). Shear apparatus for rock joint of 0.12 m2 (Laboratory Seil-Télémac, Asnières) (Doc. Working group CFGB, R49, Q32, 9th CIGB, Istanbul, 1967).
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Fig. 11 Essais hydrauliques orientés sous la voûte du Barrage de Grand-Maison. Disposition des éléments de reconnaissance par galeries et sondages. 1 : Galeries rive droite ; 2 : galeries rive gauche ; 3 : galerie sous-fluviale ; 4 : diagramme de fracturation (environ 1000 mesures) (Doc. Louis, 1974). Oriented hydraulic testings under the Grand-Maison Arch Dam. Exploration elements (galleries and boreholes). 1: Right galleries; 2: left galleries; 3: gallery under the valley; 4: fracturation diagram (about 1000 measurements) (Doc. Louis, 1974).

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	Fig. 12 Orientation des sondages par rapport à la fracturation (Doc. Louis, 1974). Boreholes orientation according to the fracturation (Doc. Louis, 1974).
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	Fig. 13 Principe de mesure à l’aide de la sonde hydraulique triple. 1 : Sonde hydraulique triple ; 2 : obturateurs ; 3 : chambre de mesure centrale ; 4 : piézomètres latéraux (Doc. Louis, 1974). Testing principles using the triple hydraulic device. 1: Triple hydraulic device; 2: packers; 3: central measurement chamber; 4: lateral piezometers (Doc. Louis, 1974).
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Fig. 14 Variation de la conductivité hydraulique en fonction de la profondeur. Site du Barrage de Grand-Maison (Isère). K = Conductivité hydraulique perpendiculaire au sondage ; σe = contrainte normale effective perpendiculaire à K ; Po = pression interstitielle moyenne dans la zone d’essai (Doc. Louis, 1974). Hydraulic conductivities with the depth, Grand-Maison Dam site. K = Hydraulic conductivity perpendicular to the borehole; σe = effective normal stress, perpendicular to K; Po = pore pressure in the testing area (Doc. Louis, 1974).

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	Fig. 15 Réseaux d’écoulement totalement dissymétriques en raison de l’anisotropie hydraulique (1,6 k–0,17 k) à la base du barrage-voûte de Grand-Maison, site aval (Doc. Louis, 1974). Asymmetrical potential lines at level 1475 m due to the hydraulic anisotropy 1.6 k–0.17 k under the arch dam, downstream site (Doc. Louis, 1974).
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	Fig. 16 Coupe du Barrage de Grand-Maison en terre et en enrochements, site amont (d’après Cadot, 1982). Cross-section of the rock-fill dam of Grand-Maison, upstream site (after Cadot, 1982).
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	Fig. 17 Barrage de Grand-Maison en terre et enrochement, site amont (Photo EDF). View of Grand-Maison rock fill dam, upstream site (Picture EDF).
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	Fig. 18 Auscultation fine du Barrage de Grand-Maison. Déformations 20 ans après – Amplitude et vitesse de déplacement (Doc. EDF, 2006). Monitoring of the Grand-Maison rock fill dam. Deformations after 20 years – Displacement magnitudes and speeds (Doc. EDF, 2006).
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	Fig. 19 Auscultation fine du Barrage de Grand-Maison – Piézométrie au cœur du noyau (Doc. EDF, 2006). Monitoring of the Grand-Maison rock fill dam – Piezometric measurements (Doc. EDF, 2006).
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Fig. 20 Jean Crosnier-Leconte, le « zéologue ». Caricature des élèves de l’École Centrale, 1961. Professeur de Géologie à l’École Centrale de Paris. Chef de la DGG (Division Géologie Géotechnique) à Électricité de France (Doc. C. Louis). Jean Crosnier-Leconte, the “zeologue”. Caricature of the École Centrale students, 1961. Professor for Geology at École Centrale de Paris. Head of DGG (Division Géologie Géotechnique) at Électricité de France (Doc. C. Louis).

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