Albert  CAQUOT (1881-1976)

L'ingénieur Albert Caquot a participé à la construction du barrage de la Rance et du barrage d'Arzal, mais il est aussi connu pour de nombreux ouvrages, en France et à l'étranger.
Albert Caquot, né dans les Ardennes mais dont les cendres reposent à Dinard (35), fut un très grand ingénieur et scientifique du XXème siècle, mondialement connu. Polytechnicien, ingénieur des Ponts, il s'illustra d'abord dans l'aérostation, en concevant lors de la Grande Guerre, des ballons allongés à empennage arrière (les saucisses) qui, à la place des ballons sphériques jusque-là en usage, rendirent les plus grands services aux armées alliées. Devenu directeur général technique de l'aviation, il permit à la France d'avoir, au début des années 20, une nette supériorité aérienne, dans le domaine des moteurs, des prototypes, de la construction en série. Mais, les moyens de poursuivre lui ayant été refusés, il revint au Génie Civil.

Il approfondit le béton armé, lance le béton fretté, ainsi que la vibration des bétons à l'air comprimé ; il étudie les déformations plastiques de la matière au-delà des limites d'élasticité ; il conçoit et réalise de magnifiques ouvrages très audacieux, qui furent pour certains des records du monde, tels que le pont de la Caille sur le ravin des Usses (près d'Annecy), le pont Lafayette à Paris, le pont de la Madeleine à Nantes, le pont George-V à Glasgow, le pont à haubans de Donzère (Drôme). Il fut le père des nouveaux ponts à haubans et à tablier rigide, qui connaissent aujourd'hui un développement considérable (par exemple le pont d'Iroise à Brest, et le pont de Normandie près du Havre).

Les nouveaux barrages des années 30 lui furent confiés : Vezins dans la Manche (contreforts et voûtes minces), le Sautet sur le Drac (Alpes), la Girotte au pied d'un glacier (voûtes multiples toriques sans acier), et aussi des ouvrages maritimes comme le môle escale du Verdon, ou la grande forme de Saint-Nazaire permettant de construire les navires à l'horizontale et de les mettre à l'eau par flottaison. Il invente au passage les amortisseurs d'accostage, et de nouveaux moyens de fondations avec émulsion à l'air comprimé de couches meubles.

Sur le plan scientifique, Albert Caquot devint le père d'une nouvelle science, qu'il a lancée et approfondie : la mécanique des sols, qu'il s'agisse de massifs pulvérulents ou cohérents. Ceci lui valut de devenir en 1952 président à l'Académie des sciences.
En Bretagne, il faut citer deux ouvrages importants, qui lui doivent d'exister, et où il a trouvé, malgré son grand âge à l'époque, des solutions audacieuses : le barrage de la Rance et le barrage d'Arzal, à l'embouchure de la Vilaine, fleuve soumis à l'influence des marées à cet endroit. Cet ouvrage fut conçu en 1966, pour reposer sur un sol mou, le rocher étant beaucoup trop profond. Tous les acquis de la mécanique des sols furent nécessaires pour durcir le sol vaseux en place, et créer un ouvrage sûr, malgré les contraintes considérables du site.


L'Usine marémotrice de la Rance (Ille-et-Vilaine) (1961-1966)

Âgé de 80 ans, il apporte à EDF une solution très ingénieuse pour barrer la Rance à son embouchure. Le barrage de 750 m de longueur, outre sa production d'électricité, devait supporter une route à deux fois deux voies reliant Saint-Malo à Dinard. Des marées de près de 13 m d'amplitude rendaient très difficile ce problème, engendrant des courants de plus en plus violents au fur et à mesure que l'on tentait de fermer la passe. La Rance débite 18.000 m3/s à mi-marée de vives eaux. Le courant devenait de plus en plus violent lorsque la bouchure se développait à partir de chacune des rives. Celle-ci était réalisée par EDF sous forme d'enceintes circulaires de palplanches remplies de sable : à partir d'une certaine vitesse de courant, il devenait impossible de mettre en place ces dispositifs qui tendaient à se coucher sous la force du courant, les palplanches se désagrafant les unes des autres.

L'idée d'Albert Caquot fut la suivante : il fallait aller du plus petit au plus grand et placer d'abord en plein courant des éléments cylindriques hauts et étroits, lestés et de grande embase, inculbutables et ressemblant à de très hautes éprouvettes de laboratoire. On les appela les caquots, cylindres de deux mètres de diamètre et d'une vingtaine de mètres de hauteur, à base élargie. Amenés par flottaison, ils étaient basculés sur une forme plane en béton, préalablement coulée sur le fond rocheux, dérocté à l'air comprimé à l'abri d'un caisson. Les Caquots étaient aussitôt remplis de sable ; ils se trouvaient positionnés à 21 m d'axe en axe. Ils furent réunis deux à deux, pour former des éléments cylindriques de plus grand diamètre. Aux vives eaux, entre les nouvelles îles ainsi constituées, le courant devenait énorme et la solution paraissait absurde. A tort, car ces îles comportaient des rainures latérales verticales dans lesquelles, au cours de l'étale entre flux et jusant, en mortes eaux, on eut le temps de glisser des planches en béton qui fermèrent à tout jamais la Rance.

Au cours de ces opérations, l'un de nous lui demanda s'il n'avait pas peur qu'au moment des marées d'équinoxe, le furieux courant de la Rance ne renverse ses " quilles ". Il répondit : " J'ai calculé mes ballons pour des vents de tempête ; l'eau n'est jamais qu'un fluide mille fois plus dense que l'air ; j'ai fait les calculs et je sais que ces tubes, que vous appelez des quilles, resteront debout. " Et elles le restèrent.

Malgré une érosion rapide du rocher sur plus de 2 m en fond de lit sous les toutes dernières bouchures, la coupure fut réalisée le 20 juillet 1963. Derrière elle, fut sans difficulté réalisée une coupure avec la rivière devenue prisonnière et dans l'intervalle entre les deux coupures, à sec, on bâtit l'usine marémotrice avec ses 24 groupes générateurs pouvant fonctionner en pompe ou en turbine.
Une fois l'usine réalisée, les caquots furent, après démolition des coupures, réutilisés pour construire un quai dans le port de Saint-Malo.

Ayant dépassé 80 ans, toujours plein d'une juvénile activité, il nourrissait encore deux vastes projets : le pont sur la Manche et la marémotrice des îles Chausey. Après une vie aussi active et émaillée d'autant de réussites, peut-on imaginer qu'un esprit comme le sien renonce à inventer ?


SITUATION

Depuis des temps très anciens, l'homme a cherché à utiliser l'énergie des marées. Les premiers moulins à marées sont apparus en France, sur les côtes bretonnes, dès le  XII ème siècle. La force motrice au moulin était produite, au rythme des marées, par un système de barrage muni de vannes et d'une roue à aubes.
L'estuaire de la Rance est situé dans l'une des régions du monde où l'amplitude des marées est la plus grande et qui atteint, aux équinoxes, le chiffre record de 13,5 mètres.
 

UTILISATION DES MARÉES

Le principe de fonctionnement des anciens moulins à marées dont quelques uns subsistent encore dans l'estuaire était le suivant :

- une digue fermant une anse formait un bassin,

- des vannes permettaient le remplissage du bassin à marée montante,

- une roue à aubes assurait le vidage du bassin au jusant (marée descendante) en produisant la force motrice.

Ces moulins qui ne produisaient de l'énergie qu'une fois par marée réalisaient un cycle à simple effet.
 

CONSTRUCTION DES OUVRAGES

Après 25 ans d'études, l'usine a été construite entre la pointe de la Briantais en rive droite et la pointe de la Brebis sur la rive gauche, s'appuyant au passage sur l'îlot de Chalibert.

Les ouvrages ont été construits à sec, à l'intérieur de 3 enceintes de batardeaux exécutées dans l'ordre chronologique suivant :

- une enceinte rive gauche pour la construction de l'écluse, constituée de murs en béton exécutés à la marée basse et incorporés dans l'ouvrage définitif.

- une enceinte rive droite, s'appuyant sur l'îlot de Chalibert, pour la construction du barrage mobile. Cette enceinte était constitué par des gabions de palplanches à âme plate, remplis de sable de 16 à 19 mètres de diamètre.

- une grande enceinte pour l'édification de l'usine et la digue morte.

Cette enceinte comprenait le batardeau de coupure au nord, côté mer, et un batardeau sud, côté estuaire, en gabions de palplanches. Pour fermer la partie centrale du batardeau de coupure, on utilisa une technique inédite. En effet, il n'était pas possible de construire directement des gabions en palplanches dans les courants dont la violence augmentait avec le rétrécissement du passage. Des caissons cylindriques creux ont été échoués tous les 21 mètres sur des embases préparées à l'avance. Pour accroître leur stabilité, ces caissons furent remplis de sable, les espaces entre caissons étant fermés par des planches en béton armé à raison d'un intervalle sur deux, ce qui permit de construire des gabions ancrés sur les caissons. Les passes restantes furent fermées de la même manière. Ensuite le batardeau sud a été achevé en eau morte.

Ce processus d'exécution résultait d'essais réalisés sur un modèle réduit de la Rance au 1/150e construit aux abords du port de Saint Malo.
 

DESCRIPTION DES OUVRAGES

L'usine marémotrice de la Rance est la première au monde à produire de l'électricité grâce à la force des marées. Elle a été construite de 1961 à 1966 sur le site exceptionnel de l'estuaire de la Rance. La marée remplit et vide l'estuaire deux fois par jour avec un débit maximal de 18 000 m3/s .

Cet ouvrage d'une longueur de 750 mètres édifié sur des fonds granitiques descend à -13 mètres par rapport au niveau 0 des cartes marines. Le principe de fonctionnement est le même que celui des moulins à marées, mais grâce au groupe bulbe qui permet de turbiner dans les deux sens d'écoulement de l'eau, l'énergie est produite aussi bien au remplissage qu'au vidage du bassin. C'est le cycle double effet .
Le groupe bulbe permet aussi de pomper; il est donc possible de surélever le niveau du bassin en fin de remplissage par rapport au niveau de la mer.

L'ensemble des ouvrages comprend de la rive gauche à la rive droite :

- une écluse rétablissant la navigation entre la Rance et la mer.

- l'usine située dans la partie la plus profonde de la Rance qui abrite 24 groupes bulbes.

- une digue en enrochement dite digue morte complétant la fermeture de l'estuaire entre l'usine et l'îlot de Chalibert.

- un barrage mobile équipé de 6 vannes qui relie l'îlot de Chalibert à la culée rive droite.

L'ouvrage supporte une route à grande circulation reliant Dinard à Saint Malo; constituée par deux chaussées de 7 m de large avec terre-plein central, elle franchit l'écluse à l'aide de deux ponts levants de 9 m de largeur chacun.
 

L'ÉCLUSE 

L'écluse dont le radier est calé à la cote +2 du zéro des cartes marines comporte un sas de 65 m de longueur et 13 m de largeur. Elle est équipée à chaque extrémité d'une porte à deux vantaux qui pivotent chacun autour d'un axe vertical et s'effacent dans les bajoyers en position ouverte. La manœuvre de l'écluse et des ponts routiers est assurée d'un poste de contrôle situé dans le batiment administratif sur le bajoyer Est de l'écluse.
 

L'USINE

La salle des machines est constituée par une digue creuse en béton armé de 390 m de longueur et de 33 m de largeur entre les parements extrêmes. Elle est divisée en 28 travées par des contreforts équidistants de 13,30 m et couverte par une voûte qui supporte la route. Trois travées sont occupées par les ateliers d'entretien et les aires de démontage. Les 25 suivantes abritent les 24 groupes, les 3 transformateurs principaux ainsi que les salles de commande. La dernière travée de démontage et celle de la salle de commande comportent chacune un puisard descendant jusqu'à la côte -17,50 où sont collectées les eaux d'infiltration et de rejet. Chaque puisard est équipé de 8 pompes, d'une capacité globale de refoulement de 2,4 m3 par seconde.
 

LA DIGUE MORTE

C'est le barrage en enrochement de 163 m de longueur dont l'étanchéité est assurée par un noyau central en béton comportant une galerie visitable.

Cet ouvrage s'appuie côté rive gauche sur le mur qui termine l'usine et côté rive droite sur l'îlot de Chalibert. Des précautions ont dû être prises pour assurer la protection des deux parements soumis alternativement aux effets de la houle.
 

LE BARRAGE MOBILE

Long de 115 mètres, il est constitué de 6 vannes du type wagon manœuvrées chacune par un servomoteur à huile. La hauteur de levée est de 10 m et la largeur de chaque passe de 15 mètres.

Cet ouvrage, controlé depuis la salle de commande de l'usine, peut assurer le passage d'un débit total de 9600 m3 seconde sous une dénivellation de 5 m. Il permet l'équilibrage rapide des niveaux en vue du vidage ou remplissage du bassin.
 

L'ÉQUIPEMENT ÉLECTROMÉCANIQUE

L'usine est équipée de 24 groupes générateurs identiques d'une puissance de 10 MW (1 MW = 1 000 KW).

Les groupes bulbes mis au point pour l'usine marémotrice se composent d'une turbine et d'un alternateur qui produit l'électricité. Ils ont la particularité de fonctionner à marée montante et à marée descendante.

Ces groupes rassemblent dans une même coque métallique immergée dans un conduit hydraulique :

- une turbine Kaplan horizontale à 4 pales, tournant à 93,75 tr/mn et pouvant absorber un débit de 275 m3/s.

- un alternateur de 10 MW fonctionnant dans l'air surpressé à 2 bars absolus sous une tension de 3 500 V.

Ils peuvent fonctionner indifféremment en pompe ou en turbine, leur sens de rotation étant déterminé par le sens d'écoulement de l'eau.

Toutes les informations nécessaires à la bonne marche de l'usine convergent vers la salle de commande. Le système informatique local assure le pilotage automatique de l'ensemble de l'usine. Il fixe les conditions de fonctionnement des groupes et des vannes à partir d'un programme élaboré hebdomadairement par un ordinateur central, extérieur à l'usine.

Le recours à un ordinateur central est imposé par la complexité des calculs d'optimalisation de la production qui doivent tenir compte entre autres des caractéristiques propres à chaque marée et de la variation du coût de l'énergie en fonction du temps.
 

PRINCIPALES ÉTAPES DE RÉALISATION

 Janvier 1961 .................... Début des travaux

 19 novembre 1962 ........... Mise en service de l'écluse

 24 mars 1963 .................. Mise en service du barrage mobile

 20 juillet 1963 ................. Coupure définitive de la Rance, Document INA.

 Mars, avril 1966 ............... Mise en eau progressive de l'usine

 19 aout 1966 ................... Couplage du premier groupe

 26 novembre 1966 ............ Inauguration par Ch. de Gaulle, Président de la République, discours inaugural.

 26 novembre 1966 ............ Inauguration, Document ORTF / INA.

 26 novembre 1966 ............ Émission du timbre poste commémoratif de l'inauguration de l'usine.

 01 juillet 1967 ................. Inauguration de la route franchissant les ouvrages

 04 décembre 1967 ............ Mise en service du 24e groupe


CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES

Puissance installée : 240 MW

Productivité nette annuelle : 544 millions de KWh (énergie de pompage déduite)

Energie consommée pour le pompage : 64,5 millions de KWh

Nombre de groupes : 24

 

Turbines  

Type Kaplan horizontale, distributeur conique : diamètre de la roue : 5,35 m

Nombre de pales : 4

Inclinaison des pales variables de - 5° à + 35°

 

Alternateurs

Type synchrone

Vitesse de rotation normale : 93,75 tr/mn

Tension de sortie : 3,5 KV

 

L'usine marémotrice de la Rance produit l'équivalent de la consommation annuelle d'une ville comme Rennes.

 

Bibliographie : Électricité de France - EDF  

Usine marémotrice de la Rance - 35780 La Richardais

Photothèque EDF  &  Archives ville de Rennes

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