canalisation (suite)

Une variante consiste à créer des biefs hors du lit du fleuve par des canaux latéraux, solution évidemment plus coûteuse qui prend un intérêt particulier quand il s’agit de cours d’eau à fortes crues fréquentes, car on se sert du lit naturel, où l’on ne navigue plus, pour évacuer le trop-plein des crues et conserver un cours tranquille dans les dérivations. Toutefois, c’est la canalisation par biefs et barrages mobiles, avec écluses accolées, qui demeure la solution considérée comme la meilleure dans le cas général.

Barrages de canalisation du lit

L’ensemble d’un barrage éclusé comprend :
1. une écluse, placée parallèlement au chemin de halage et le long de celui-ci ;
2. une passe navigable, franchissable par les bateaux et fermée normalement par des engins mobiles qui, lorsqu’ils sont abattus, laissent le passage libre ;
3. un déversoir fixe, limité par une pile et un épaulement formant culée.

On ne construit plus de barrages fixes, qui, en période de crues, provoquaient la formation d’un important remous à l’amont. Actuellement, tous les barrages en rivière sont des barrages mobiles. On commence par calculer le débouché superficiel aux plus hautes eaux navigables (P. H. E. N.), c’est-à-dire la superficie à donner à la partie mobile.

Dans la passe navigable, la profondeur minimale est déterminée de telle sorte que la quille d’un bateau, à son enfoncement maximal, laisse une revanche (matelas d’eau) pour éviter les chocs sur le seuil du radier : cette revanche est en général de 0,50 m. Autant que possible, il ne faut prévoir qu’une passe, pour éviter l’édification d’une pile en rivière, qui freine le passage de l’eau et qui représente une dépense élevée. La forme à donner aux ouvertures doit avant tout permettre la facilité et la rapidité des manœuvres en cas de crue soudaine : la fermeture, ou relevage, laisse davantage de temps que l’ouverture, ou abattage, car la décrue est toujours lente. Il faut aussi rechercher la solution donnant une bonne facilité de réglage du débit, sans risquer l’affouillement du radier à l’aval. Enfin, pour la facilité de manœuvre, on doit s’assurer qu’elle n’est pas trop malaisée en cas de prise par la glace.

Barrage à fermettes

C’est l’un des premiers systèmes des petits éléments de bouchure, imaginé en 1834 par l’ingénieur François Poirée. Chaque élément de fermette peut tourner d’un angle droit autour d’un axe, dirigé dans le sens du courant. Couchés, ces éléments se recouvrent partiellement, mais sur une hauteur réduite ; redressés et réunis par des barres d’assemblage, ils constituent les supports d’une passerelle de service. La hauteur de retenue ne peut guère dépasser 4 m. L’inconvénient de ce système réside dans l’indépendance de la bouchure et de son support. On ne peut en effet manœuvrer les fermettes que lorsque la chute est quasi nulle. Dans toutes les situations intermédiaires, de beaucoup les plus fréquentes, les fermettes, localement dépourvues de leur bouchure individuelle, arrêtent toutes les épaves, les branchages, les glaçons, etc. Les fermettes sont espacées de 1 à 2 m (parfois 3 m). La manœuvre s’effectue à la gaffe : le barragiste relève ou couche les fermettes du haut de sa passerelle quand elle est déjà (et quand elle est encore) en service. La manœuvre peut aussi s’opérer avec une chaîne quand la hauteur de chute est forte. Chaque élément de bouchure est constitué par un panneau rigide en bois, à section carrée. Ces pièces de bois, dénommées aiguilles, prennent appui, à la partie inférieure, sur le heurtoir, et, à la partie supérieure, sur la barre d’appui. Pour accélérer le débouchage des pertuis en cas de crue subite, on a inventé divers systèmes d’échappement. Mais, les manœuvres étant lentes et complexes, on ne construit plus de barrages à fermettes.

Barrage à hausses

Le barrage à fermettes, valable par sa simplicité sur les voies d’eau secondaires, a été remplacé par d’autres types de barrages sur les grands cours d’eau.

Le barrage à hausses Chanoine a été mis au point en 1957. Les hausses sont constituées par des séries de panneaux rectangulaires rigides, en bois et en métal. Chaque hausse est maintenue par un chevalet soutenu par un arc-boutant, lequel est calé sur un heurtoir.

Pour donner de la stabilité à la hausse, quand elle est redressée, l’articulation du chevalet est placée au-dessous de la moitié de la hauteur de la hausse. Celle-ci est constituée par un cadre en charpente renforcé ; le chevalet est un cadre métallique, et le seuil, une pièce en chêne encastrée dans le radier. Le système Chanoine a de gros avantages sur le système à fermettes : il ne nécessite aucun transport de matériel à terre à chaque manœuvre. Mais il présente certains inconvénients. Si les hausses, se couchant sur le radier, dispensent du transport pénible, à terre, des éléments de la bouchure et rendent les manœuvres d’ouverture et de fermeture plus rapides, le relevage n’est, en revanche, possible, à la décrue, que lorsque le niveau amont est descendu au-dessous de la cote normale nécessaire à la navigation.

Vannes levantes (ou vannes Stoney)

Pour les manœuvres, il faut réduire les frottements élevés sur les appuis du fait des efforts considérables de pression que la vanne en charge hydraulique leur transmet. On a successivement utilisé des rouleaux, puis des roulements à billes ou à cylindres enfermés dans des boîtes à graisse étanches. Les vannes levantes se prêtent bien à la bouchure de pertuis de grande hauteur et très larges (actuellement jusqu’à 25 m de largeur sur 12 m de hauteur). Cependant, pour une charge de 12 m de hauteur d’eau, la lame d’eau inférieure a une vitesse égale à

soit plus de 15 m/s, entraînant des risques très sérieux d’affouillement à l’aval.

Vannes-segments

Dans ce type de barrage, le platelage de la bouchure a, en coupe, la forme d’un segment de cercle. La portion correspondante du cylindre de révolution se déplace et se découvre par une rotation autour de l’axe horizontal du cylindre : les pressions sont toutes orientées vers l’axe de rotation, et les efforts de manœuvre, quels que soient les niveaux, ne sont pas supérieurs à ceux qui sont nécessaires lorsque l’ouvrage est à sec. Mais l’axe, fixé dans les piles, subit de grands efforts qui obligent à allonger celles-ci et à les armer fortement.