Résultats des simulations

1. Validation des modèles

  • Avec les données récoltées sur le terrain

Le jour où les observations ont été réalisées, la ligne d'eau au niveau de la grille de protection a été mesurée à 20 cm du plein bord du canal. A partir des données de débits mensuels et des conditions hydrologiques de la région à cette date, le débit de la rivière a été estimé à 1,5 m3/s.

Lorsque le niveau d'eau est inférieur à la hauteur des bords du canal, tout le débit passe par le seuil. Dans le cas de la configuration avec un seuil latéral, pour des débits faibles, le débit est nul sur toute la deuxième moitié du seuil. Le logiciel HEC-RAS ne permet pas de simuler un débit nul dans un bras. Il en résulte que la validation est impossible pour la situation du 13 février 2014 : le logiciel ne parvient pas à simuler correctement l'écoulement au niveau du déversoir et le modèle propose une ligne d'eau à la limite du débordement au niveau du moulin alors que la ligne d'eau était à 20 cm du bord.

Dans le cas du modèle simple de seuil en travers, les résultats sont en accord avec les observations.

  • Avec la crue de 2008

La crue de 2008 permet de valider le modèle, car les stigmates de cette crue sont encore visibles à l'intérieur du moulin, et l'hydrogramme de crues est disponible.


Figure1. Hydrogramme de crue pour l'événement du 2 juillet 2008


Figure 2. Hauteurs d'eau atteintes lors des crues de 1977 et 2008 dans le moulin

Les simulations ont été effectuées uniquement en régime stationnaire, avec comme condition d'entrée, le débit maximum de la crue (44,7 m3/s). La marque laissée par la crue de 2008 sur la poutre a été mesurée à 20cm du sol.

Il est important de rester critique sur le résultat, car l'hydrogramme de crue est incomplet entre 940 et 1646 minutes. Le débit maximum de la crue peut avoir été sous-estimé. De plus, la station hydrologique étant située plus loin en amont de deux autre ouvrages de type seuil, l'onde de crue est déjà partiellement dissipée lorsqu'elle atteint l'ouvrage, le débit correspondant au maximum pour la crue de 2008 serait donc légèrement surestimé. En conséquence, il est difficile d'évaluer la justesse de la condition d'entrée.

La modélisation du seuil en travers donne une hauteur d'eau de 21 cm au dessus de la berge du moulin, ce qui correspond. En revanche, la simulation réalisée en prenant en compte le seuil latéral donne en résultat une hauteur de la ligne d'eau de 13 cm au dessus des bords du canal.

Pour finir, la modélisation considérant la séparation du bras principal en deux bras secondaires n'est pas retenue, car elle ne permet pas de modéliser un débit nul dans le canal d'amenée lorsque les vannes du moulins sont fermées.

La configuration choisie est donc la configuration simplifiée avec le seuil en travers.
 

  1. Débit de plein bord

Le débit de plein bord est défini comme le débit à partir duquel le cours d'eau déborde du lit primaire. Il est estimé en régime stationnaire et il s'agit du débit correspondant à une lame d'eau de 31,5 cm au dessus du seuil.

Il s'agit de la limite de production de la centrale. Pour des débits supérieurs, la vanne de prise d'eau est fermée pour des questions de sécurité.
Afin d'exploiter au maximum la ressource disponible, le débit de plein bord est calculé avec les deux vannes du seuil totalement ouvertes. L'ouverture des vannes permet de presque doubler la valeur du débit de plein bord (cf tableau). Vérification a été faite que pour des débits compris entre 7,1m3/s et 12,5m3/s, la ligne d'eau restait supérieure à la hauteur du seuil, il est donc possible de continuer à turbiner dans cette plage de débits.


 

  1. Étude des crues

Les hauteurs d'eau pour des débits de crue de différents temps de retour sont estimées à titre indicatif pour garantir la pérennité des installations électriques. La hauteur d'eau donnée dans le tableau suivant correspond à celle estimée dans le moulin sachant que celui-ci est construit de plein pied.

Lorsque le seuil est noyé, la charge en aval influence la hauteur de la lame d'eau au niveau du seuil et pour des débits suffisamment importants, l'efficacité des vannes diminue.

Avec moins de 20cm d'eau dans le moulin pour une crue de durée de retour de 20 ans, on peut considérer que le risque d'une inondation ayant des conséquences graves sur les installations reste faible. Il n'est pas nécessaire d'envisager la mise en place d'installations de protection. En revanche, les installations électriques doivent être placées en hauteur, à plus de 20 cm du sol. Le bâtiment dispose d'un étage où sont entreposées les machines permettant de moudre le grain. Cet étage étant correctement isolé, il est donc recommandé d'y installer l'armoire électrique à l'étage supérieur, pour s'affranchir des problèmes d'humidité en plus des risques d'inondations.
 

  1. Synthèse des hauteurs d'eau


Figure 3. Hauteur de la lame d'eau au dessus de la crête du seuil en fonction du débit

La hauteur d'eau est constante tant que le débit est inférieur à la somme du débit turbinable et du débit réservé. Ensuite le débit franchissant le seuil augmente en suivant la loi de seuil. Lorsque le débit de plein bord est atteint, la discontinuité des hauteurs est due à l'ouverture des vannes, qui rabaisse la ligne d'eau. La hauteur d'eau remonte alors régulièrement avec le débit, la pente est plus faible lorsque le seuil est noyé; en effet, la loi comportementale est changée.