Conduite forcée

Au cours du XIX^e siècle, privilégiant l'utilisation de l'acier plutôt que du fer, de nombreux systèmes pour fournir l'étanchéité des conduites ont été testés. Avant la soudure et le rivetage ont existé l'emboitement sous contrainte, les colliers entourant la conduite, et les agrafes intérieures de plaques cintrées à repli. Par exemple le système Heinrich Ehrhardt de sertissage[5].

En 1870[6], Félix Viallet s'associe avec un autre industriel de Grenoble, Joseph Bouchayer, installé en 1868 dans la rue de Vizille, pour créer les Ateliers de construction Bouchayer et Viallet avec une mise de fonds de 80 000 francs répartis à parts égales[7], pour la construction et l'installation d'appareils de chauffage et de ventilation, la construction et l'exploitation d'usines à gaz, l'exploitation d'une fonderie de fer. La fabrication de tuyaux et de conduites forcées débute vers 1880[7]. En 1879, la première — d'un diamètre de 32 cm, longue de 450 m, pour une chute de 180 mètres — est vendue à la Société des ciments de la Fontaine Ardente.

Un système de 565 kilomètres de conduite existe depuis le projet de Charles Yelverton O'Connor entre 1896 et 1903 d'un barrage sur Helena River alimentant Kalgoorlie et Coolgardie dans le désert en Australie, en remplacement des trains citernes[note 1].

La question des tracés des conduites monte rapidement dans les esprits[5].

En 1908, la première conduite forcée installée à l'usine d'Auzat, dans l'Ariège, par Bouchayer et Viallet[note 2], ne réussit pas à obtenir un tracé rectiligne, les propriétaires des terrains traversés se montrant tellement intransigeants que l'on dut adopter en fin de compte un tracé en plan des plus sinueux. On avait déjà, à l'étranger (en Allemagne en particulier), abandonné les tuyaux rivés en forte épaisseur, pour y fabriquer des tuyaux soudés au gaz à l'eau, que l'on fut amené à fabriquer en France vers 1910. La conduite d'Auzat s'est rompue pour des causes diverses, vices de matières, coups de bélier par suite d'ouvertures ou de fermetures instantanées. Les accidents survenus en 1907-1910 sur ce site ont efficacement contribué au progrès de la construction des conduites forcées, selon les recherches du jeune ingénieur Georges Ferrand[8].

En 1914 le système d’agrafe est perfectionné par les Américains, donnant un joint à languette[note 3].

Grâce à des matériaux de plus en plus performants, les conduites forcées augmentent de diamètre, afin de véhiculer un débit plus important sous une même pression. Ainsi à partir de 1900, le fer rivé est remplacé par l’acier rivé puis, à partir de 1910, la soudure au gaz à l’eau remplace le rivetage jusqu’à ce qu’apparaisse dans les années 1930 la soudure à l’arc électrique, pour utiliser des aciers plus performants, à l’aide d’électrodes enrobées.

En 1916, les Établissements Bouchayer Viallet ont déjà construit plus de 200 conduites mais seules quelques-unes dépassent une hauteur de chute de 500 mètres[6], hauteur que les nouvelles conduites vont régulièrement dépasser, avec un premier brevet dénommé « Rivure Ferrand » destiné à limiter l’épaisseur des parois, et opéré par une filiale, la Société dauphinoise d'études et de montages (SDEM)[6], présidée par Georges Ferrand.

En 1919, le barrage des Sept-Laux en Isère est équipé par la société Bouchayer-Viallet d’une conduite de 85 cm de diamètre, de 3 800 m de longueur sur une hauteur de chute de 1 050 m produisant une puissance de 47 200 ch.

Aimé Bouchayer fonde en 1920 l’Association des producteurs des Alpes françaises (APA) qui réunira jusqu’à sept cents industriels[9].

Féru de recherche, Auguste Bouchayer obtient dans les années 1920, le titre de meilleur hydraulicien de France en raison de ses travaux sur les conduites forcées et joue un rôle de précurseur en matière de technique qui consiste à utiliser l’énergie des centrales thermiques produite en période creuse pour remonter l’eau du bassin aval des centrales hydro-électriques vers la réserve en amont.

En 1925, Georges Ferrand invente la technique des conduites auto-frettées : des frettes en acier spécial encerclent des tôles relativement minces, pour une économie de matière très importante[6], et pour limiter le poids des tronçons, qu'il faut hisser sur des sites d'altitude parfois escarpés[6]. Le tuyau paroi est en acier extra doux, d'un diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre intérieur des frettes, qui sont elles en acier ultra-résistant, et placées à froid sur le tuyau, ainsi plaqué contre les frettes, ce qui lui permet de résister à une pression supérieure à deux fois la pression normale de fonctionnement[6].

En 1927 apparait la méthode dite « française » pour l'installation des conduites aériennes, consistant à supprimer les joints de dilatation entre les ancrages, placés eux-mêmes en dehors des coudes, ainsi libres[10].

En 1930, lors d'un voyage aux États-Unis, Georges Ferrand constate que les constructeurs américains abandonnent la soudure au gaz à l'eau au profit de la soudure électrique. C'est aussi ce que firent quelques années plus tard les Établissements Bouchayer et Viallet[10].

« La directive-cadre sur l’eau (DCE) établit un cadre juridique destiné à protéger et à remettre en état les eaux sur le territoire de l’Union, ainsi qu’à assurer leur exploitation durable à long terme. Elle est complétée par une législation plus spécifique, comme la directive sur l’eau potable ou la directive sur les eaux de baignade, la directive sur les risques d’inondation et la directive-cadre « stratégie pour le milieu marin », ainsi que par des accords internationaux. » est la déclaration de fond sur la gestion de la ressource eau de l'Union européenne[11].

Il existe un comité technique permanent des barrages et des ouvrages hydrauliques, qui peut donner des avis au gouvernements et aux ministères.

La législation se compose de :

• le titre I du décret n^o 2015-526 du 12 mai 2015 fixe des règles nouvelles pour les ouvrages construits ou aménagés en vue de prévenir les inondations[12] ;
• le titre II du même décret comporte des compléments ou adaptations de la règlementation existante sur la sûreté des ouvrages hydrauliques en général ;
• l'article 18 du même décret porte sur les études de dangers des ouvrages hydrauliques, qui deviennent obligatoires[13] pour les conduites forcées les plus importantes, pour « anticiper les évolutions dommageables de ces équipements susceptibles de compromettre la sécurité publique » ;
• fin 2016, un projet d'arrêté (portant sur les caractéristiques des conduites forcées au-delà desquelles une étude de dangers est requise) est soumis à consultation. « Environ 60 grosses conduites forcées associées à des concessions hydroélectriques » devraient être concernées selon le ministère de l'Environnement, en raison de leurs hauteurs de chute et du diamètre de leurs conduites.

Le gouvernement prévoit les difficultés avec l'évacuation de l'eau sale[14].

À la suite des tsunamis et tempêtes le gouvernement fait des déclarations préventives par son comité[15].

• Barrage
• Pompage-turbinage