Barrage d’Aubusson d’Auvergne (63) – Mise aux normes d’un évacuateur de crues de type seuil latéral double Stéphane ROUTTIER 1 , Sébastien ERPICUM 2 , Michel PIROTTON 2 1 Somival, Clermont-Ferrand - 2 Hydraulics in Environmental and Civil Engineering (HECE), Université de Liège Contacts : [email protected], [email protected] Colloque CFBR-SHF – Hydraulique des barrages et des digues - 29 et 30 novembre 2017 - Chambéry Conclusions et solution finale Déficit de capacité d’évacuation des ouvrages existants + ennoiement du déversoir principal pour Q 3 000 . Chenal secondaire évacue une part significative du débit de crue mais n’est pas conforme au standard de conception (chenal non revêtu avec parois a priori érodables, pas d’ouvrage de dissipation…) Définition sur modèle réduit d’une géométrie modifiée et optimisée des ouvrages, en concertation avec le maître d’oeuvre, intégrant une passe à poissons Même dans le cas de petits ouvrages, une modélisation hydraulique physique peut permettre un dimensionnement plus sécuritaire, mieux optimisé et ainsi un gain global sur le coût d’un projet. Barrage d’Aubusson d’Auvergne (63) Caractéristiques : • Remblai homogène – Classe B • Construction 1988-1989 • Vocation touristique • Hauteur sur terrain naturel : 13 m Etude sur modèle physique Société Hydrotechnique de France Caractéristiques : • Similitude de Froude – Echelle 1/20e – Emprise du modèle : 8,75 m x 2,5 m • Représentation de l’ensemble des ouvrages de l’EVC, d’une partie de la retenue en amont et un tronçon du chenal en aval • Mesure de débit (débitmètre électromagnétique – précision de 0,5% EM), altitude du plan d’eau (limnimètre à pointe – précision 1 mm), hauteur d’eau (échelles graduées – précision 1 mm), vitesse (micro moulinet – précision 1%) Méthodologie : 3 phases successives, • Étude de l’existant afin d’objectiver le déficit de débitance et d’identifier les problèmes de conception • Recherche de solutions de mise à niveau optimisées afin de satisfaire les contraintes du projet • Validation de la solution sélectionnée Déversoir principal Déversoir secondaire Chenal secondaire Chenal principal Barrage Echelle à poissons Bassin de dissipation Retenue Géométrie existante – Débits de 150 m³/s (gauche) et 200 m³/s (droite) – Ennoiement des déversoirs Itérations sur le modèle réduit : • Approfondissement et élargissement du chenal secondaire, principalement au droit de la section critique (sous la passerelle), sur des bases hydrauliques strictes – Optimisation du talus rive droite et intégration de l’échelle à poissons géométrie 1 • Intégration des considérations de dimensionnement autres qu’hydrauliques (faisabilité des terrassements, nature et positionnement des protections de talus) géométrie 2 • Réglage des dernières perturbations liées aux singularités (protections au droit des zones de mise en vitesse) et définition de la géométrie de l’ouvrage d’extrémité Géométrie finale Géométrie 2 – Débits de 150 m³/s (gauche) et 200 m³/s (droite) Géométrie finale – Débit de 150 m³/s 410.0 410.5 411.0 411.5 412.0 412.5 413.0 0 50 100 150 200 Niveau de retenue [m NGF] Débit [m³/s] Géométrie existante Objectifs de débitance Géométrie 1 Géométrie 2 Débitance de l’évacuateur de crues Géométrie 1 – Intégration de l’échelle à poissons L’étude sur modèle physique a pour objectifs de valider et d’optimiser une géométrie des ouvrages d’évacuation des crues capable de respecter les contraintes de fonctionnement mises à jour Problématique : • Débitance de l’EVC insuffisante • Non-conformité de l’ouvrage aux standards de conception : revanche aux vagues, tirant d’air sous la passerelle et protection du radier et des talus du chenal secondaire • Crue de projet 1988 (1000 ans) : 135 m³/s • Crue exceptionnelle(3 000 ans) : 150 m³/s • Crue extrême(30 000 ans) : 200 m³/s Déversoir latéral double Extrémité aval des coursiers Chenal secondaire non revêtu et échelle à poissons existante Solution finale – Vue en plan et coupe type dans le chenal secondaire
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Barrage d’Aubusson d’Auvergne (63) – Mise aux normes d’un
évacuateur de crues de type seuil latéral doubleStéphane ROUTTIER1, Sébastien ERPICUM2, Michel PIROTTON2
1 Somival, Clermont-Ferrand - 2 Hydraulics in Environmental and Civil Engineering (HECE), Université de Liège
Contacts : [email protected], [email protected]
Colloque CFBR-SHF – Hydraulique des barrages et des digues - 29 et 30 novembre 2017 - Chambéry
Conclusions et solution finaleDéficit de capacité d’évacuation des ouvrages existants + ennoiement du déversoir principal pour Q3 000.
Chenal secondaire évacue une part significative du débit de crue mais n’est pas conforme au standard de conception (chenal non revêtu avec parois a priori érodables, pas d’ouvrage de dissipation…)
Définition sur modèle réduit d’une géométrie modifiée et optimisée des ouvrages, en concertation avec le maître d’oeuvre, intégrant une passe à poissons
Même dans le cas de petits ouvrages, une modélisation hydraulique physique peut permettre un dimensionnement plus sécuritaire, mieux optimisé et ainsi un gain global sur le coût d’un projet.
Barrage d’Aubusson d’Auvergne (63)
Caractéristiques :
• Remblai homogène – Classe B
• Construction 1988-1989
• Vocation touristique
• Hauteur sur terrain naturel : 13 m
Etude sur modèle physique
Société Hydrotechnique
de France
Caractéristiques :
• Similitude de Froude – Echelle 1/20e – Emprise du modèle : 8,75 m x 2,5 m
• Représentation de l’ensemble des ouvrages de l’EVC, d’une partie de la retenue enamont et un tronçon du chenal en aval
• Mesure de débit (débitmètre électromagnétique – précision de 0,5% EM), altitudedu plan d’eau (limnimètre à pointe – précision 1 mm), hauteur d’eau (échellesgraduées – précision 1 mm), vitesse (micro moulinet – précision 1%)
Méthodologie :
3 phases successives,
• Étude de l’existant afin d’objectiver le déficit de débitance et d’identifier les problèmes de conception
• Recherche de solutions de mise à niveau optimisées afin de satisfaire les contraintes du projet
• Validation de la solution sélectionnée
Déversoir principal
Déversoir secondaire
Chenal secondaire
Chenal principal
Barrage
Echelle à poissons
Bassin de dissipation
Retenue
Géométrie existante – Débits de 150 m³/s (gauche) et 200 m³/s (droite) – Ennoiement des déversoirs
Itérations sur le modèle réduit :
• Approfondissement et élargissement du chenal secondaire, principalement au droitde la section critique (sous la passerelle), sur des bases hydrauliques strictes –Optimisation du talus rive droite et intégration de l’échelle à poissons géométrie 1
• Intégration des considérations de dimensionnement autres qu’hydrauliques(faisabilité des terrassements, nature et positionnement des protections de talus) géométrie 2
• Réglage des dernières perturbations liées aux singularités (protections au droit deszones de mise en vitesse) et définition de la géométrie de l’ouvrage d’extrémitéGéométrie finale
Géométrie 2 – Débits de 150 m³/s (gauche) et 200 m³/s (droite)
Géométrie finale – Débit de 150 m³/s
410.0
410.5
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Débit [m³/s]
Géométrie existante
Objectifs de débitance
Géométrie 1
Géométrie 2
Débitance de l’évacuateur de crues
Géométrie 1 – Intégration de l’échelle à poissons
L’étude sur modèle physique a pour objectifs de valider et d’optimiserune géométrie des ouvrages d’évacuation des crues capable de respecterles contraintes de fonctionnement mises à jour
Problématique :
• Débitance de l’EVC insuffisante
• Non-conformité de l’ouvrageaux standards de conception :revanche aux vagues, tirantd’air sous la passerelle etprotection du radier et des talusdu chenal secondaire
• Crue de projet 1988 (1000 ans) : 135 m³/s
• Crue exceptionnelle (3 000 ans) : 150 m³/s
• Crue extrême (30 000 ans) : 200 m³/s
Déversoir latéral double
Extrémité aval des coursiers Chenal secondaire non revêtu et échelle à poissons existante
Solution finale – Vue en plan et coupe type dans le chenal secondaire
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