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| Cours Ouvrages Hydrauliques |
Les ouvrages qui servent à mettre en œuvre une ou plusieurs branches de l’économie de l’eau s'appellent ouvrages hydrauliques “Waters Works”.
Suivant que ces ouvrages sont construits en rivières, en lacs ou à la mer, nous distinguons les ouvrages fluviaux, lagunaires ou maritimes.
Ces derniers ouvrages ne seront pas traités dans le cadre de ce cours.
1 - Généralités sur les ressources en eau
Les ouvrages hydrauliques présentent trois particularités.
- l'action permanente de l'eau peut entraîner l'usure mécanique.
- la cavitation des parties des ouvrages en contact avec le courant (pile).
- la rupture de certaine structure.
La construction d’un ouvrage influe considérablement sur l'environnement (inondation, changement écologique) et entraînent une modification du régime naturel de l'écoulement.
Les phénomènes d'érosion d’infiltration menace leur stabilité.
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2 - Ouvrages de retenue
Un barrage es un ouvrage établi dans le lit d’un cours d’eau dans le but de créer une dénivellation entre les plans d’eau situés en amont et en aval.
Le lac ou bassin artificiel à l'amont d’un barrage, dans lequel une certaine quantité d'eau est accumulée est appelée retenue.
La morphologie de l'aire couverte par la retenue est la cuvette.
Le réservoir d'eau est une retenue dont l'exploitation s'effectue à niveau variable en vue de stocker et déstocker de l'eau.
3 - Ouvrages de prise d'eau
Les ouvrages de prise d'eau ont pour but de prélever dans un cours d’eau ou dans un réservoir le débit nécessaire à chaque instant à l’utilisation (irrigation, station de traitement d’eau potable ou de production d’énergie électrique).
Les matières solides transportées par le cours d’eau et en réduisant les pertes de charge à l’entrée de la prise. Il faut noter que dans beaucoup de petites retenues, il n’est prévu aucun système de prise.
Les prélèvements d’eau se font grâce à un tuyau (rigide ou souple) muni d’une crépine et simplement plongé dans l’eau, soit à partir de la digue soit sur une rive. Les ouvrages de prise comportent, en général, trois parties principales :
Voir aussi : Cours sur les Ouvrages Hydrauliques
- un ouvrage d'entrée muni d’un seuil.
- des dispositifs de réglage du débit dérivé.
- des ouvrages de dégravement, de dessablage et d’élimination des corps flottants.
4 - Ouvrages d'adduction
Les ouvrages d’adduction assurent le transport des eaux depuis son captage jusqu'à la zone de distribution.
Il s'agit soit de conduite en charge (forcée ou sous pression ), soit de canal à surface libre (la limite supérieure de la géométrie du domaine constitue une inconnue).
Le choix entre une adduction à surface libre ou en charge dépend des considérations suivantes :
- Hydrauliques (débit, charges amonts et aval).
- Topographiques (tracé en plan et profils en long et en travers).
- Géotechniques (nature et résistance des terrains à traversés).
- Economique (coûts).
5 - Ouvrages routiers
Les ouvrages routiers comprennent tous des passages d’eau « inférieurs » aux voies de circulation, à savoir les buses, dalots et les ponts.
Ces ouvrages constituent des points de singularité le long des cours d'eau naturels, se traduisant en général par des rétrécissements des sections offertes à l’écoulement, et par suite d’un effet de remous.
Ces effets dépendent principalement de la géométrie des frontières, du débit et de la nature de l’écoulement.
Le régime d’écoulement à travers un rétrécissement telle qu’une pile de pont peut être fluvial (subcritique) ou torrentiel (supercritique).
6 - Essais sur modèles réduites
Contrairement aux autres champs d’ingénierie, l’hydraulique des ouvrages hydrotechniques a toujours été et reste encore, principalement basée sur les études expérimentales sur site ou sur modèle réduit.
Les théories des couches limites et de la turbulence en mécanique des fluides sont relativement récentes (20ème siècle) et même avec les outils informatiques les plus performants de nos jours.
Les études théoriques restent insuffisantes à elles seules pour la description du comportement hydraulique des ouvrages hydrotechniques les plus simples.
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Téléchargement : Ouvrages hydrauliques
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