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Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l'eau |
Avant projet de Binôme: Campguilhem - Hormière
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Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l'eau |
Avant projet de Binôme: Campguilhem - Hormière
Etude Sédimentologique
Le projet général de BEI porte sur un environnement fluvial, en l'occurence, la Garonne. Ce milieu est soumis à un transport de sédiments qui va modifier la configuration du lit de la rivière. Ce transport de sédiments existe dès qu'il y a un écoulement sur un milieu granulaire, ce qui est toujours le cas en milieu naturel.
Le transport de sédiments dépend directement de la configuration hydraulique de l'écoulement (hauteur d'eau, débit).
Dans le cadre de l'étude de la démodulation des éclusées sur la Garonne, trois configurations différentes d'écoulement paraissent intéressantes à étudier:
- La situation actuelle (voir travaux du binôme Ader-Castera), c'est à dire lorsque le débit est soumis à des variations horaires provenant d'éclusées pratiquées par des centrales espagnoles.
- La configuration dite "normale", c'est à dire lorque le débit n'est pas soumis à des contraintes autres que naturelles.
- Le ou les cas proposés pour la démodulation des éclusées (voir travaux du binôme Collas-Merle).
Nous prévoyons d'étudier la sédimentation sur la ou les retenues qui seront utilisées pour démoduler les éclusées, et cela pour deux raisons. Tout d'abord, le phénomène de sédimentation est très important autour des ouvrages hydrauliques. Ensuite, c'est dans la retenue que devraient être observées les plus grandes différences d'évolution du lit de la rivière, en fonction du type de configuration prise en compte.
Si l'étude de sédimentation montre un impact négatif pour la retenue lorsque on démodule les éclusées, la gestion de celles-ci devra être revue pour pouvoir être applicable. On peut imaginer par exemple que les modifications préconisées entrainent un envasement accru de la retenue d'eau, qui par conséquent rendrait impossible l'atténuation des variations de débit.
Brève explication du processus de sédimentation
Le processus de transport de sédiment se décompose en trois phénomènes:
- Un transport de particules en suspension dite intrinsèque qui ne va pas jouer sur l'évolution du lit de la rivière, et qui concerne des particules très petites.
- Un transport de particules en suspension, de taille moyenne, qui de se désolidarisent du fond et se redéposent plus loin.
- Un transport par charriage concerne les plus grosses particules. Elles se déplacent en roulant sur le lit de la rivière.
Voici un exemple des phénomènes d'aggradation (dépot de sédiments) et de dégradation (arrachement de sédiments). On peut remarquer que notre étude se rapproche de l'aggradation en amont de barrage, schématisé en haut du dessin.
Il est possible de prévoir et de caractériser théoriquement le débit de sédiment transporté, avec une précision plus ou moins grande. Plusieurs formules existent selon le type d'écoulement et de sédiments mis en jeu. Il est nécéssaire de connaitre les caractéristiques hydrauliques de l'écoulement, ainsi que la composition du lit de la rivière. Typiquement, on utilise des courbes de granulométrie comme celle présentée ci-dessous (à gauche), cela permet d'obtenir des courbes de jaujeage sédimentologique (à droite), qui donne le rapport entre la hauteur de fluide et le débit solide.
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Les graphes sont issus de Hydraulique Fluviale Tome 2, par W.H. Graf et M.S. Altinakar, dans la série -Traité de Génie Civil- de l'Ecole Polytechnique fédérale de Lausanne.
- Tout d'abord, il nous faut connaitre les caractéristiques hydrauliques des écoulements, et ce de manière assez précise au niveau de la retenue. Pour cela nous comptons réaliser une simulation avec TELEMAC 2D. Les résultats de celle-ci seront fortement liés au travaux du binôme Collas-Merle. Il faudra pour cette tâche obtenir la bathymétrie de la retenue que nous étudierons.
- Ensuite, il faut pouvoir définir l'état sédimentaire de la Garonne au lieu considéré, pour pouvoir connaitre l'apport sédimendaire moyen à cet endroit. Cette valeur nous donnera une idée de l'évolution du transport sédimentaire en fonction du type d'écoulement.
- Nous envisageons de modiliser le transport de sédiment avec les logiciels SUBIEF 2D et/ou SISYPHE, qui sont des extensions de TELEMAC 2D. Les données concernant l'etat sédimentologique de la Garonne là aussi necessaires. Elles pourront être obtenue auprès de M Etcheber et M.Maneux de la Division Géologie Océanographie (DGO) et de M.Alain POIREL del'équipe environnement de la Division Technique Générale d'Electricité de France (EDF) à Grenoble.
