CONCERNANT LE RÈGLEMENT DES RETENUES D'EAU

D'après les dispositions de la circulaire de 1884, reproduisant en grande partie celles de 1851, tout établissement de barrage sur un cours d'eau doit être accompagné de vannes de décharge et d'un déversoir de superficie. L'ensemble du débouché de ces ouvrages doit être suffisant pour assurer Vécoulement du débit du cours d'eau lorsqu'il coule à pleins bords. Mais il est laissé aux ingénieurs une certaine latitude pour la répartition, entre les deux ouvrages régulateurs, du débit total maximum qui doit y trouver passage. Cette répartition doit être très différente suivant le régime du cour^ d'eau et la manière dont les crues s'y produisent. Si l'allure de ce cours d'eau est en quelque sorte torrentielle, c'est-à-dire si les crues s'y produisent brusquement, atteignent très rapidement le débit maximum et durent peu de temps, ce qui est le caractère des cours d'eau recueillant les eaux de versants imperméables ou peu perméables, la régularisation du niveau doit être cherchée surtout au moyen d'une grande longueur du déversoir. Les vannes de décharge sont alors à peu près inutiles, la soudaineté de l'arrivée de la crue fait que rarement elles sont levées en temps utile, et la diminution également brusque du débit a souvent pour conséquence une vidange presque toujours inopportune et quelquefois nuisible du bief d'amont ; car s'il est difficile d'ouvrir les vannes juste au moment de l'arrivée de la crue, il est peut-être encore plus difficile de saisir le moment le plus opportun pour les refermer* De plus Touverture des vannes de décharge produit dans les

biefs des vitesses considérables qui corrodent le fond et les rives. Un grand déversoir n'a pas cet inconvénient. Quelle que soit Tépoque de Tarrivée de la crue, il lui donne passage et maintient le niveau, après qu'elle est passée, à la hauteur utile.

Nonobstant, même sur ces cours d'eau torrentiels, une petite vanne de décharge^ pouvant servir, en cas de besoin, à vider le bief, est utile et doit toujours être établie. Mais le déversoir doit être calculé de telle sorte qu'il puisse, seul, débiter presque tout le volume de la rivière coulant à pleins bords.

Au contraire, si le cours d'eau est d'allure tranquille, alimenté par des sources, et s'il a des crues lentes, longues et dont le débit maximum n'atteint pas un chiffre élevé en proportion du débit ordinaire, les déversoirs sont moins utiles, et les vannes de décharge doivent être prescrites de préférence. La crue arrivant lentement, laisse toujours à l'usinier la possibilité de les manœuvrer en temps opportun, et la décroissance des eaux se faisant aussi progressivement, la fermeture des orifices de décharge peut suivre la variation du débit et s'effectuer de telle sorte que le bief reste toujours rempli. Bien que la construction d'un déversoir soit alors à peu près inutile et que la dépense puisse en être économisée, il est boa cependant que les vannes soient complétées par un pareil ou* vrage, qui peut être très court, et qui a simplement pour but de parer aux négligences possibles de l'usinier et de les rendre moins préjudiciables aux riverains.

Ainsi, en résumé, suivant que le cours d'eau aura une allure torrentielle ou tranquille, que ses crues seront brusques et de courte durée ou bien progressives et longues, c'està-dire suivant que le cours d'eau sera alimenté par des versants à peu près imperméables, ou bien au contraire par des terrains perméables contenant des sources, les ouvrages régulateurs devront consister en un grand déversoil* de superficie, avec une petite vanne de déchargé, ou bien au contraire en Un petit déversoir avec des vannes de décharge de grande di-

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mension. Suivant que le cours d'eau à régler se rapprochera plus ou moins de l'un de ces deux types extrêmcs,on donnera, dans la détermination des ouvrages régulateurs, la prépondérance à Tun ou à Tautre de ces ouvrages : déversoirs ou vannes de décharge.

L'exemple des barrages déjà établis sur le même cours d'eau pourra quelquefois guider les ingénieurs dans le choix qu'ils auront à faire, car fréquemment, ainsi que l'a remarqué Belgrand ' dans les vallées supérieures affluentes de la Seine, « il est véritablement remarquable combien l'instinct « des constructeurs des anciennes usines les a admirablement « dirigés dans l'établissement de leurs prises d'eau. Tandis « que dans les terrains absorbants du Ghàtillonnais,les usines « ont à peine des déversoirs et que l'écoulement des crues « s'opère par quelques vannes de décharge qui n'arrêtent « point les alluvions^ dans le lias de l'Âuxois et les granités « du Morvan surtout, les plus misérables moulins ont d'im- « menses déversoirs qui suffisent largement à l'écoulement c des crues et seulement une petite vanne de décharge pour « vider le bief en cas d'avarie, mais qui ne suffit point pour « rétablir en amont la vitesse primitive et favoriser l'érosion « des rives. »

Il va sans dire que l'exemple des usines du cours d'eau sur lequel on établit un nouveau barrage ne doit être suivi que sous bénéfice d'inventaire, mais il fournira souvent une indication utile.

Pour donner une idée de la manière dont on peut traiter la question du débouché à donner aux ouvrages régulaleurs d'un barrage, je citerai deux extraits de rapports d'ingénieur ordinaire du service hydraulique, concernant deux usines sur des cours d'eau d'importance et d'allure très différente.

Le premier exemple, très simple, est relatif à un règlement d'usine sur une 1res petite rivière à cours tranquille. Il s'agit

1. Annales des ponls et chaussées» 1846, 2^ semestre, page 179.

6i^6 ANNEXES.

d'une usine que j^appellerai A, déjà existante, mais dont le règlement n'était pas fait. D*aprës le rapport de Fingénieur : (( La hauteur demandée pour le niveau légal de la retenue « correspond à la cote 190",70, c'est-à-dire à 0",44 en con- « Ire-bas du repère provisoire.

« Il résulte des renseignements pris sur les lieux et des opé- « rations de nivellement :

(c l"" Que le remous produit par la retenue demandée ne se « fera pas sentir à plus de 300 mètres en amont de l'usine et « que, dans toute cette étendue, les terrains situés sur la rive « droite ont leur égouttemcnt dans le cours d'eau naturel qui « occupe le fond de la vallée ;

« 2* Que, parmi les terrains de la rive gauche, les parcelles « n*" 109 et 110 qui présentent des dépressions à la cote (c moyenne 190"',72 et la parcelle n° 112, qui appartient au « permissionnaire, s'assainissent facilement par les rigoles « dont il a été fait mention dans le procès-verbal de visite a des lieux et qui conduisent les eaux en aval de l'usine en (( passant sous les bâtiments ; que les autres terrains situés € sur la même rive se trouvent à plus de 0'°,60 en contrehau c du niveau demandé ;

« 3"* Enfin que le bas de la roue du moulin immédiatement « supérieur est à la cote 193",97.

En conséquence, l'Ingénieur propose de .fixer le niveau légal à la cote 190", 70, demandée, à la condition :

« 1** que les digues qui longent la dérivation seront exhaus- « sées de manière à se trouver au moins à 0™, 30 au-dessus du « niveau légal et présenteront une largeur de O^jBO en cou- « ronne avec des talus réglés à 3 de base pour 2 de hauteur.

€ 2** que l'entretien des rigoles d'assainissement ci-dessus « mentionnées sera à la charge de l'usinier. »

Le moulin A.... n'avait pas de déversoir. Le débit des crues de la rivière sur laquelle il est établi est évalué à 4 mètres cubes par seconde. Ce débit trouvait son écoulement par une vanne de décharge de 1",42 de largeur et dont le seuil était

RKGLEMENTS D'EAU,

placéàl™,17 en contre-bas du niveau de la retenue, c'est-àdiré à 1™,33 en conlre-bas du niveau des eaux supposées relevées de 0"*,16. Une pareille vanne, ouverte sur toute sa hauteur, peut être considérée, au point de vue des formules à appliquer, comme un déversoir, mais on doit reconnaître que la valeur du coefficient à appliquer ne résulte pas des expériences qui ont été faite sur ce genre d'orifices, dans lesquels le seuil forme une saillie plus ou moins prononcée sur le fond. Si, par une extension qui ne semble pasjustifiée on calculait le coefficient m d'après la formule empirique (12) page 107, en y faisant Hr= 1,33 et29 = 0, on trouverait m =0,63; mais il ne semble pas,d'apr(>slc tableau des expériences de M. Bazin, que la valeur de m puisse jamais dépasser 0,50 et en appliquant cette valeur maximum à la formule (13), de la page 109, dans

laquelle on fera ? = 1,42 et par suite (l — -t H j = 1,15, on trouvera pour le débit de Torifice

Q = 0,50Xl, 15X1,33 v/2^Xl,33 = 3",90.

D'après le calcul de l'ingénieur ordinaire dont le rapport est cité, le débit de cette vanne est évalué à 3",987. Elle était donc suffisante pour écouler le volume des crues de la rivière coulant à plein bords, estimé 4 mètres cubes. Cependant, en exécution de la circulaire du 23 octobre 1851, on a imposé à l'usinier la construction d'un déversoir de trois mètres de longueur, débitant, avec une lame d'eau de 0"^,16 d'épaisseur, un volume de 377 litres. L'addition de ce déversoir n'est d'ailleurs motivée par aucune considération spéciale, autre que les prescriptions de la circulaire ministérielle. Quant à la largeur de cet ouvrage, fixée à trois mètres, elle est déterminée simplement, dans l'espèce, par ce fait que l'usine immédiatement inférieure est munie d'un déversoir de 3 mètres de largeur. La rivière sur laquelle se trouvent ces moulins a une allure plutôt régulière que torrentielle ; elle reçoit l'eau de versants perméables,qui dans certaines parties deviennent même tourbeux: les déversoirs y sont donc à peu près inutiles, et Tinstinct

des usiniers, comme Ta fait remarquer Belgrand, leur avait montré qu'ils pouvaient s'en passer. Toutefois Paddition d'un déversoir de 3 mètres de longueur, qui semble avoir été obtenue moyennant une très faible dépense^n'en est pas moins une amélioration en ce sens qu'elle rend les négligences possibles de l'usinier moins préjudiciables aux riverains.

L'usine B.... qui me fournira un second exemple est située sur une rivière X.... plus importante que la précédente. Ici encore, il s'agit du règlement d'une usine existar^te.

Le moulin B...., situé sur la rive gauche de la rivière X..., est muni, en amont, de deux déversoirs ayant chacun une longueur de 18 mètres. La crête du premier est arasée à des niveaux variables de 82,55 à 82,73, le second à des niveaux compris entre les cotes 82,79 et 82,85. Il comporte en outre deux vannes de décharge dont une ne peut être manœuvrée et l'autre présente une largeur de 2",05 et a son seuil à la cote 81,86. En été le meunier a l'habitude de relever le premier déversoir au niveau du second.

Sur la rive gauche, les prairies, d'ailleurs peu étendues, ne descendent pas au-dessous de la cote 82,99 ; sur la rive droite on trouve des points cotés bien plus bas (82,73, etc.) mais ils ont un égouttement facile vers l'aval au moyen d'un grand fossé d'assainissement.

La moindre largeur de la rivière X..., fixée après enquête régulière par arrêté préfectoral, est, dans cette partie, de 22 mètres.

De cette description de l'état des lieux, l'ingénieur conclut que le niveau légal de la retenue peut être fixé à la cote 82^81 qui est sensiblement Taltitude moyenne de la crête du second déversoir. Reste à déterminer les dimensions des ouvrages régulateurs, d'après le débit des crues.

« Le débit des pleines rives, dit l'Ingénieur dans son rap- (c port, celui qui doit fixer les dimensions des ouvrages régu-

« lateurs, est assez difficile à établir Le véritable débit des

« pleines rives varie beaucoup suivant les points et dépend

RÈGLEMENTS D'EAU. 629

« presque uniquement de la disposilion des lieux, de TencaLSc sèment du lit^ de la largeur de la vallée. En somme, vu Té- « tendue et la faible hauteur des prairies qui se trouvent par-

c ticulièremenl sur la rive droite, en amont du moulin B ,

« il parait convenable d'évaluer ce débit h 40 mètres cubes, en « admettant d'ailleurs (les berges dépassant beaucoup la cote « 83,10) qu'il passe O^jSO d'eau sur les ouvrages régulateurs « arasés à la cote 82,81 au moment du débit des pleines rives, « cotées alors 83,11. »

« La chute moyenne étant de 1"',00, on a, d'aprës les formu- « les de Poncelet et Lesbros, et les tableaux de coefficients qu'ils c ont donnés :

« 1® Pour la 2* vanne, la seule qui fonctionne régulièrement:

« 2® Pour le 1" déversoir, arasé à une cote « moyenne de 82,64 :