Surhausse déformable de petits seuils en rivière

Abstract

Dans le cadre de recherches dédiées à l’amélioration des techniques de production d’énergies vertes. De nombreuses centrales hydro-électriques sont mises en place le long des rivières afin d’apporter une source d’électricité complémentaire. Les couples débits/chutes d’eau initialement présents étant trop faibles pour assurer la rentabilité des centrales, il est nécessaire de réhausser le niveau des seuils initiaux. La mise en place de réhausse permanente risque de causer l’inondation des berges. Il faut donc s’orienter vers un système de réhausse amovible. Les mécanismes ne sont pas considérés comme suffisamment fiables et doivent donc être écartés pour ne pas risquer de lourdes conséquences. Les solutions se tournent alors vers l’emploi de surhausses déformables capables d’augmenter la chute d’eau en périodes sèches et de conserver les niveaux de crues en périodes de grands débits. Les connaissances sur les réhausses sont relativement faibles. Ce travail de fin d’études visera dans un premier temps à répertorier l’ensemble des matériaux pouvant convenir pour une utilisation en réhausse. La sélection s’orientera alors vers l’EPDM et le Néoprène. Il sera ensuite question de simuler le comportement des membranes en phase de retenue et en phase de crue afin d’anticiper les géométries extrêmes des surhausses. Hormis une étape de test et de validation du modèle numérique, des essais seront lancés au laboratoire d’hydraulique des constructions afin d’étudier en détail le fonctionnement complet des surhausses de faibles à grands débits. Une fois testé et validé le modèle numérique sera capable de prédire le comportement des membranes lors de leurs premières déformées en phase de retenue. Les études complémentaires au laboratoire auront permis de quantifier l’impact des surhausses sur la débitance du seuil initial. Par ailleurs, il sera rendu compte de l’effet d’un cycle de débit sur les déformées des membranes. Il sera fait la distinction entre la mise en place des surhausses sur un seuil mince plutôt que sur un seuil épais. Les membranes les plus avantageuses en terme d’impact, de coût et de productivité seront mises en avant. Après les résultats d’analyses réalisées durant ce travail, il restera encore à développer le modèle numérique afin d’étendre les simulations des surhausses en fonctionnement à des déformées en phase de déversement. La fatigue et le fluage n’étant pas étudiés dans ce travail, il sera nécessaire d’y prêter attention dans des essais futurs afin de prendre en compte un effet de mémoire de forme des élastomères.