Simulation 1 : au fil de l'eau sans éclusées

Cette première simulation a pour but d'établir un état de référence qui pourra servir de comparaison aux simulations suivantes. Le fonctionnement du barrage est celui actuellement utilisé par EDF. Le barrage fonctionne au fil de l'eau : la cote au barrage est maintenue constante à 259,4 NGF . Trois débits sont imposés:

- en entrée de la retenue, un débit de 25 m³/s qui correspond approximativement au débit d'étiage de la Garonne à Palaminy;

- au barrage lui-même, outre la cote imposée, on impose en sortie le débit réservé 3,3 m³/s;

- dans le canal d'amenée, on impose le débit turbiné qui est donc de 21,7 m³/s.

Cette simulation pourra également servir d'état initial aux autres simulations.

Hauteurs et surface libre

Le post-traitement des simulations de TELEMAC 2D a été réalisé sous RUBENS. En ce qui concerne les niveaux d'eau lors d'une utilisation du barrage au fil de l'eau et en cas de débit constant on obtient les résultats suivants:

Cette simulation semble avoir fonctionné correctement. Cependant, on voit que la cote de la surface est constante partout ce qui est suprenant. En effet, en amont, on pourrait s'attendre à atteindre un régime uniforme et donc à voir la ligne d'eau parallèle au fond. Les archives de la DIREN nous donnent le profil en long de la Garonne:

La retenue remontant jusqu'à la confluence avec le Salat, c'est-à-dire juste en amont de notre domaine de simulation, il est normal que la cote soit à peu près constante sur tout le graphique de la surface libre. Un autre document présente le schéma de remous suivant:

Pour un débit de 34 m³/s et d = 5,2 km, ce document nous informe que la surcote vaut h = 4 cm. Il est donc naturel d'observer une cote constante sur tout le plan d'eau étudié. Ceci est confirmé par l'image ci-dessous qui représente le niveau de la retenue avec une précision de l'ordre du centimètre.

La cote varie d'environ 259,42 N.G.F. à 259,395 N.G.F, soit h = 2,5 cm pour d = 4,6 km (longueur curviligne de la retenue), ce qui est compatible avec la surcote donnée dans les archives de la DIREN Midi-Pyrénées.

Par ailleurs, il faut être vigilant quant à l'interprétation du graphique de la surface libre. La zone bleue représente l'eau. Par contre, les autres couleurs ne doivent pas être comprises comme des niveaux d'eau. Les calculs ont été effectués en autorisant les bancs découvrants. Ici, la hauteur d'eau est assez faible pour que l'eau ne recouvre pas tout le fond. Ainsi, le vert, le jaune et le rouge sont en fait du sol découvert.

La représentation des hauteurs d'eau ci-dessus confirme les remarques précédentes. En effet, on remarque que la hauteur d'eau est nulle aux endroits qui n'étaient pas en bleu sur le tracé de la surface libre.

Vitesses et nombre de Froude

Sur le graphique des vitesses, on constate un effet classique de l'hydraulique: la conservation du débit impose que plus la section est large, plus la vitesse est faible.

Le tracé du nombre de Froude ressemble bien sûr au tracé de la vitesse puisque le nombre de Froude est proportionnel au carré de la vitesse. Néanmoins, il permet de constater que le nombre de Froude est toujours inférieur à 1 et donc que l'écoulement est fluvial partout, ce que l'on a bien sûr constaté lors de notre visite du site.

Conclusion de la simulation

Bien qu'ayant relativement peu d'intérêt au niveau du comportement réel du barrage, cette simulation, présentant une utilisation très simplifiée du barrage, donne une idée des phénomènes pouvant se dérouler lors de l'exploitation idéale du barrage. De plus, cette première simulation a permis de prendre en main le logiciel TELEMAC avec des conditions aux limites simples. Pour les simulations suivantes, il faudra modifier des fichiers FORTRAN pour imposer des conditions limites variant au cours du temps. Ces essais pourront être initialisées à l'aide du résultat de simulations semblables à celle traitée dans cette partie.