Barrage de Génissiat

Les handicaps de Malpertuis étaient la présence d'une grosse fissure et de deux diaclases dans la falaise, la difficulté d’accès au fond de la gorge. La configuration de la gorge, avec des falaises nettement plus hautes que le niveau prévu de la retenue compliquait les travaux et rendait également impossible d'envisager le passage de la navigation[11].

Au contraire, Génissiat profitait d'un raccordement facile à la voie ferrée Lyon-Genève et de l'existence d'un plateau accessible en bordure de la future retenue. Une fois éliminés par des séries de sondages préparatoires les risques de tomber sur les calcaires fractionnés tant redoutés par M. Martel, le choix devenait évident[12]. Le passage de la navigation était prévu à travers le plateau de la rive droite mais n'a jamais été réalisé.

Programmé en 1933, le chantier débute en 1937. Dans ses périodes les plus actives le chantier emploiera plus de 3 000 ouvriers, techniciens et ingénieurs sur le site[1].

Les travaux préparatoires comprennent le creusement de deux tunnels de déviation provisoire et deux coupures du fleuve en amont et en aval du site puis le dégagement de 150 000 m³ d'alluvions sur l'emplacement du barrage. Compte tenu de la puissance du fleuve et de sa régularité (le débit ne passe que rarement en-dessous de 200 m³/s) le choix est fait de réaliser ces coupures par lâcher de pierres dans le courant. Pour ce faire, deux ponts de service en béton sont édifiés d'abord pour faire circuler des trains de wagonnets chargés de déverser l'enrochement et, ensuite, pour servir d'appui aux rideaux de palplanches foncés dans les coupures pour en améliorer l’étanchéité. Des injections d'argile viendront encore renforcer cette étanchéité. Le tunnel de dérivation rive droite mesure 550 m et celui de la rive gauche 610 m. Leur section maximum est de 11.40 m de large et 8.50 m de haut. Ils sont bétonnés intérieurement pour résister au frottement des alluvions charriés par le fleuve[13].

La constitution de la coupure aval est privilégiée pour que la montée des eaux réduise la vitesse de l'eau au-dessus de la coupure amont. Cette réduction de la vitesse de l'eau réduit l'entrainement des pierres. Sans cette précaution le massif amont aurait débordé sur l'espace prévu pour le chantier.

La coupure aval ne pouvant pas non plus s’étirer trop loin sans boucher les exutoires des deux tunnels, des tétraèdres de deux mètres de haut construits en cornières de 70 mm d'aile sont immergés sur le parement aval. Retenus en place par des câbles reliés à des corps morts immergés sur la face amont du massif il permettront d'obtenir une pente aval du massif plus abrupte le raccourcissant et diminuant son volume[14].

Pendant ce temps, sont également réalisés :

• Une passerelle provisoire au fond de la vallée utilisant comme pile centrale un caisson immergé auparavant pour des sondages du fond ;
• L'embranchement sur la voie ferrée Lyon Genève ;
• La mise en place d'un poste transformateur (cote 360) pour alimenter le chantier en électricité ;
• La construction des silos pour les agrégats et le ciment ;
• Deux téléphériques amenant sur le chantier les matériaux dragués dans le fleuve à Pyrimont 3,5 km en aval du chantier ;
• Les bétonnières ;
• Les blondins qui assureront l'évacuation des déblais et la mise en place du béton. Huit blondins sont utilisés en quatre groupes de deux supportant des poutres de répartition du béton. Deux poutres sont affectées au barrage et deux à l'usine. Pour les bétonnages importants il était possible de disposer les poutres en cascade pour concentrer les moyens à l'endroit voulu. Dix blondins supplémentaires supportent des godets ravitaillant les poutres en béton ou évacuant les déblais[15] ;
• Des logements pour le personnel ;
• Une passerelle provisoire suspendue placée sensiblement au-dessus du massif de coupure aval au niveau du plateau.

La montée du fleuve en amont du chantier permet la mise en service du tunnel de dérivation provisoire rive droite le 15 avril 1939 pendant que les travaux se poursuivent dans le tunnel de la rive droite. Une crue intervenant à cette période met le chantier en danger provoquant l'évacuation du tunnel rive gauche mais les autorités suisses ayant accepté de réduire temporairement le volume d'eau sortant du lac Léman au pont de la Machine le tunnel rive droite est terminé sans encombre le 19 mai. Durant la crue, le tunnel seul en fonction a évacué 684 m³/s pour une capacité maximum théorique de 715 m³/s[16].

Les aménagements du plateau pendant la construction du barrage

Le 21 mars 1940, l'entreprise Chagnaud a terminé les travaux préparatoires : la coupure est réalisée et le décapage des alluvions à l'emplacement du barrage est bien avancé. Comme prévu, le 15 mai 1940 le chantier passe sous la responsabilité d'un consortium de neuf entreprises de travaux publics, l'entreprise de construction du barrage de Génissiat (ECBG). Les travaux continuent avec le matériel de l'entreprise Chagnaud, devenu propriété de la CNR comme prévu dans le contrat, et une partie de ses ouvriers qui changent juste d’employeur[17] (environ la moitié d'entre eux sont sous les drapeaux).

La guerre met un frein au chantier, l'armée française ayant exigé la fermeture des vannes des deux tunnels de dérivation le niveau de la retenue monte au-dessus de la coupure amont et, déferlant par dessus, inonde le chantier en renversant des locomotives pesant 20 tonnes, des pelles mécaniques en pesant 60 et en enfouissant les parties déjà décapées sous 30 000 m³ d'alluvions arrachés au massif de coupure. Le pont de service aval est détruit de même que la coupure aval[18]. Ces dégâts sont d'autant plus regrettables que l'utilité militaire des ponts provisoires est nulle : Lyon (et ses ponts) est déjà déclarée ville ouverte et le pont de la Loi près de Culoz n'a pas sauté. De plus, les ponts du chantier donnent sur une rive gauche quasiment inutilisable avec juste un mauvais sentier remontant sur Franclens[19].

Le chantier est rouvert à l'automne 1940 avec des effectifs réduits. La période de la guerre verra l'activité sur le chantier modérée par les difficultés d'approvisionnement et des saisies de matériel par l'armée allemande (en particulier 700 tonnes de fer à béton en 1944[20]). D'autre part, tous les approvisionnements en équipement et en outils de génie civil qui initialement devaient être commandés aux États-Unis devront être relocalisés en France[19] (à l'époque, seuls les États-Unis avaient l'expérience des grands barrages). L'armée allemande fera plusieurs incursions sanglantes sur le chantier qui, il faut bien le dire, était un excellent endroit pour éviter le STO voire pour saboter la voie ferrée toute proche[1]. En au moins deux occasions, des résistants encerclés dans l'Ain se sont dégagés en franchissant la passerelle provisoire vers la Haute Savoie[21].

Passerelle provisoire depuis la rive gauche

Parallèlement, Léon Perrier et Édouard Herriot sont écartés par le régime de Vichy[18].

Le chantier sort de son hibernation à la libération car la France a un énorme besoin d'énergie pour relancer l'économie[18]. Après un test le 18 janvier 1948, le remplissage commence le 19 janvier pour atteindre 52 m de hauteur le 21 janvier[22]. Le barrage est inauguré par le président Vincent Auriol qui le décrit comme le « Niagara français »[1].

Le barrage est un barrage poids constitué de 412 420 m³ de béton (plus 126 930 m³ pour l'usine). L'ensemble a nécessité 180 200 m² de coffrages et 8 528 tonnes d'armature[23]. Les architectes en sont Albert Laprade et Léon Bazin.

La plus grande partie du barrage est fondée sur des calcaires urgoniens compacts et étanches. Les deux plots centraux sont encastrés plus profondément dans le fond du fleuve (cote 232) pour améliorer l'ancrage du barrage et reposent sur de l'hauterivien. Sur la rive gauche, l'urgonien ne monte qu’approximativement à la cote 317. Au-dessus se trouvent plusieurs couches de minéraux friables, peu compacts et fracturés. Il a donc fallu réaliser une culée en béton fondée sur l'urgonien épaisse de 18 m et enfoncée de 65 m dans la montagne jusqu’à la cote 330. Cette culée est encore prolongée sur 20 m par un masque épais de 2 m[24].

Le dégrilleur automatique des prises d'eau

Au lieu des 24 groupes de 10 000 kVA prévus par le projet de 1906 dans une usine placée en long sur la rive droite la centrale électrique a été réalisée juste en aval du barrage avec 6 groupes de 70 000 kVA. Cette disposition permet de réduire la longueur des conduites forcées au minimum. Le barrage est construit en 6 plots contenant chacun une conduite forcée raccordée à une turbine entraînant un alternateur. Ces ensembles turbine alternateur sont plus de deux fois plus puissants que les plus gros construits précédemment en France. Les conduites forcées font 5,75 m de diamètre intérieur et sont renforcées extérieurement par des collerettes en treillis soudé qui les rigidifient et les solidarisent du béton. Le poids des 6 conduites est de 2 000 tonnes. Deux groupes auxiliaires de 2 500 kVA sont installés en rive droite. Ils sont alimentés par des conduites forcées de 1,1 m de diamètre.

Pour protéger les prises d'eau de l'engravement de la retenue six puits sont bétonnés en saillie sur la face amont du barrage . Les vannes de commande des prises d'eau se trouvent dans le barrage à l'entrée des conduites forcées menant aux turbines. Une vanne batardeau peut être mise en place depuis le couronnement du barrage grâce à un pont roulant circulant sur les mêmes rails que le dégrilleur automatique. Une fois isolées par les vannes batardeau les vannes de commande peuvent être remontée dans une chambre de visite avec le treuil d'ouverture ou carrément sur le couronnement du barrage avec le pont roulant[25].

La construction de l'usine a été commencée depuis la rive droite pour permettre la mise en service prioritaire des groupes auxiliaires et des groupes principaux 1 et 2. Au fil des travaux, l'espace disponible à coté de l'usine diminuait et compliquait les opérations[26].

Entrée de la centrale électrique

Les turbines Francis tournent normalement à 150 t/m. Elles pèsent 33 tonnes et ont été équilibrées avec moins de 60 N/m de tolérance. Elles entraînent un arbre intermédiaire de 14,60 m de long et 0,85 m de diamètre (avec des collerettes de 0,87 m et 0,75 m pour le raccordement à l'alternateur et un alésage axial de 0,20 m destiné à injecter de l'air au centre de la turbine pour limiter la cavitation) guidé par 3 paliers. L'arbre pèse 53 tonnes et le rotor de l'alternateur 390 tonnes.

Chaque alternateur est relié à un transformateur principal abrité sous un auvent en aval de l'usine pour élever la tension à 230 kV pour le transport de l'énergie produite. Les câbles transportant le 230 kV sont tendus parallèlement à la falaise rive droite en-dessous du barrage puis traversent le plateau pour rejoindre le poste extérieur EDF. Les transformateurs principaux ont été acheminés en une pièce par la route. Vides d'huile ils pesaient encore 140 tonnes[27].

Une immense salle de 23,50 m x 126 m x 20,50 m de haut abrite les six alternateurs. Elles est desservie par deux ponts roulants de 225 tonnes comportant chacun deux treuils de 115 tonnes et un treuil auxiliaire de 20 tonnes. Les quatre treuils de 115 tonnes accouplés par des palonniers permettent le levage des 400 tonnes d'un rotor d'alternateur[28].

Le premier groupe a été mis en service le 17 mars 1948, le second le 2 mai de la même année[29], le troisième en janvier 1949, le quatrième en septembre 1949[30].

La route départementale D72 permet de franchir le barrage en direction entre Chêne-en-Semine et Franclens en Haute-Savoie et Injoux-Génissiat et Billiat dans l'Ain.

Coffrage du saut de ski

Après le barrage c'est la partie la plus visible et la plus photographiée de l'ouvrage. C'est un canal à ciel ouvert creusé dans le plateau de la rive droite.

Profond de 12 à 14 mètres et large d'une vingtaine de mètres il commence par 400 m en pente modérée avant de plonger dans le "saut de ski" qui accélère l'eau par une descente de 38 m avant que le bec du tremplin ne projette l'eau au milieu du fleuve pour dissiper son énergie et protéger les rives d'une érosion rapide.

La partie à faible pente a été coulée en béton grâce à un coffrage métallique roulant sur des rails pour les parois, le fond étant coulé par une machine vibrante spéciale réglant les pentes latérales. Le saut de ski a lui été coffré en bois. L'orifice d'entrée est fractionné en trois ouvertures hautes et trois basses par un ouvrage en béton calculé pour optimiser le débit maximum qui est de 2 700 m³/s (crue jamais vue sur le fleuve)[31]^,[32]. Les six vannes s'escamotent derrière un masque situé à mi-hauteur. Les trois vannes inférieures mesurent 9,30 m de large par 5,50 m de haut et les vannes supérieures 9,30 m x 4,80 m. L'ouverture des vannes hautes permet aussi de purger la retenue des déchets flottants à sa surface[33].

Saut de ski de l'évacuateur superficiel de crues rive droite

Cet évacuateur réutilise la partie aval du tunnel de déviation provisoire bouché par bétonnage en amont de la jonction avec un nouveau tunnel foré depuis la cote 285 pour éviter d'être obstrué par l'engravement de la retenue. La partie fortement descendante est constituée de 3 canaux oblongs verticaux (3 m de large x 10 m de haut) de façon à maîtriser au maximum l'écoulement de l'eau. Les trois pertuis sont obturés par des vannes de 2,75 m x 6,50 m elles mêmes protégées par la vanne batardeau protégeant auparavant le tunnel de déviation provisoire rive gauche qui a été récupérée et remontée au nouvel emplacement. Contrairement à l'eau déviée pendant les travaux, celle de l'évacuateur de crue arrive au bout du tunnel avec une forte énergie susceptible de détruire rapidement la falaise de la rive gauche. Pour éviter cela deux déflecteurs sont ajoutés au débouché : le premier soulève la lame d'eau et le second la rabat vers le centre du fleuve[34]. Le débit maximum est de 1 350 m³/s[31].

Sortie de la vidange de fond rive droite alors qu'elle servait encore de dérivation provisoire.

C'est en fait le tunnel de dérivation provisoire qui est réutilisé. Pour cela, il a fallu ajouter une vanne de 6,30 m x 3,50 m placée dans un massif bétonné au niveau du barrage. Cette vanne peut se manœuvrer sous la pression des 72 mètres d'eau de la retenue. A cette pression le tunnel débite 700 m³/s, la puissance du jet est d'environ 440 000 kW. Pour limiter les turbulences de l'écoulement qui peut atteindre la vitesse de 32 m/s le radier a été incliné vers l'intérieur du virage. L'ancienne vanne de la dérivation est conservée comme protection de la vanne mais ne peut se manœuvrer qu'avec les pressions amont et aval équilibrées. Pour cela son portique est surélevé de 54 mètres pour ne pas être noyé dans la retenue. L'exutoire a été muni des mêmes déflecteurs que l'évacuateur de crue rive gauche[35].