CHAPITRE VI
S 1*^ — Emplacement et pente de» canaux d'amenée et de fuite.
Ainsi que nous l'avons dit au chapitre IV, nous avons placé le bâtiment des récepteurs hydrauliques dans le profil n" 8.
Pour tracer le canal d'amenée, nous avons cherché sur le plan topographique (flg. 1, pi. XXII) la ligne de submersion correspondant aux crues ordinaires après l'établissement du barrage et nous avons placé le mur rive gauche du canal d'amenée suivant cette ligne ; ce mur a été surélevé de 0",500 au-dessus du niveau des crues ordinaires, c'est-à-dire jusqu'à la cote (9,827).
Le fond du canal d'amenée dans la section 7 est à la même cote que le fond de la rivière dans cette même section.
Il convient, dans tous les cas, que le plafond du canal ne soit pas établi en contre-bas du fond du lit naturel do la rivière ; autrement il serait exposé à être promptement ensablé par les crues.
Le fond du canal est garni d'un pavage de 0",20 d'épaisseur reposant Sur une couche de béton de 0",20 reliée aux massifs qui supportent les murs latéraux.
A partir de la section n'* 7, la pente du canal d'amenée vers l'usine est de 0",0002 par mètre ; la longueur du canal mesurée sur le plan est de 55 mètres, soit une perte de chute égale à0,0002 x55 = 0™,011, pour amener l'eau aux récepteurs hydrauliques.
Le canal de fuite longe le cours d'eau pour diminuer le plus possible les terrassements et la maçonnerie à exécuter pour la construction des murs de ce canal. Il vient déboucher près de la section n*» 11, limite de la propriété à l'aval, de façon à profiter de toute la chute. Nous avons réservé une pente de 0"*,00()4 par mètre dans ce canal dont la longueur développée est de 120 mètres, soit une perte de chute égale à 120" X 0,0004 = 0«'",048 pour l'écoulement de l'eau depuis les récepteurs hydrauliques jusqu'à la limite d'aval de la propriété.
{ 5. — Calcul de la hauteur de la cbute disponible*
La chute disponible, c'est-à-dire celle qu'on peut réellement utiliser pour le fonctionnement des récepteurs hydrauliques, s'obtient en retranchant de la chute totale entre les profils 1 et 11 :
1« La pente de l'eau depuis le profil n** 1 jusqu'à l'origine du canal d'amenée; ici, nous avons une contre-pente de 0",002, car la cote à la surface de l'eau dans le profil 7 où commence le canal d'amenée est (8'',818), tandis que la cote dans le profil n° 1 n'est que(8'°,816); cette contre-pente devra donc être ajoutée et non retranchée;
2" La pente de Teau dans le canal d'amenée jusqu'aux récepteurs hydrauliques, soit 0™,011, comme nous l'avons vu précédemment;
3^ La pente de Teau dans le canal de fuite, depuis les récepteurs jusqu'au profil n"" 11 où débouche le canal de fuite, soit 0™,048, ainsi que nous l'avons établi .
La chute disponible à l'étiage, a donc pour valeur (voir fig. 1 et 2, planche XXII) :
H=8™,8IÔ— 5-,802-f0,002— 0-,011— 0-,048=2'»,957.
Le débit par seconde, à l'étiage, étant de 10"*',800, la puissance de la chute dans cette saison est donc :
T,„=10,800^X2",957=31 .9a5 kgm. par seconde.
Le programme indique que dans le cas où il y aurait une réduction de chute pendant les crues ordinaires, on devrait consener la même puissance dynamique en augmentant en conséquence le débit des récepteurs hydrauliques.
Dans le cas des crues ordinaires, la chute disponible est :
H, = 9,330 — 0,452 — 0,009 — 0,01 1 — 0,048 zr. 2",816 ;
pour conserver la même puissance, le débit devrait donc être, dans ce cas, 3L935*'^'»
Mais il n'est permis de laisser passer Teau au-dessus du barrage
5ue lorsque les vannes sont entièrement levées. Ces vannes pouvant ébiter 20"3,200, et le débit de la rivière à l'étiage n'étant que de 10*3,800, on voit aisément qu'il existe une position intermédiaire où il ne s'écoule pas d'eau par dessus le barrage et où le niveau d'aval s'élève, bien qu'on ne soit pas à l'époque des crues ordinaires. Nous appellerons niveau d'aval des eaux moyennes la position de l'eau à l'aval pour le cas intermédiaire qu'il faut envisager, et nous supposerons qu'elle correspond, dans le profil n*» 11, à la moyenne (0",127) entre la cote de» l'étiage et celle des crues ordinaires (voir fig. 8, pi. XXIII); la chute H' pouvant alors être utilisée sera :
Dans ce cas, pour fournir aux récepteurs hydrauliques le même travail moteur brut que pendant l'étiage, il faut que leur débit soit :
^, 3L935k8in ,^., ,,^
C'est donc pour ce débit que nous devons calculer les se'ctions des canaux d'amenée et de fuite.
$ 4. — Calcul de» eee.tlon» de» eananx d^amenée et de fVilte.
Pour calculer ces sections, nous emploierons la formule monôme (107) O :
(•) Voir la2« introduction de la série D. Hydraulique appliquée
/ et la relation fondamentale:
Q = ûî* (a).
Canal (Tùmenée, — Nous ne connaissons que les quantités suivantes :
% = 0"0002, pente par mètre ;
bi = 0,0004 ;
Q rr 12'"^130, débit en eaux moyennes.
Prenons la vitesse moyenne u z=z O'^Jo.
De l'équation Q — ûw, nous tirons :
et comme la profondeur de l'eau dans le profil n« 7 est 2'", 178, nous en déduisons pour la largeur /— : ^ ' =7"™,43. Vérifions si la pente /=:
0,0002 par mètre donnée au canal d'amenée est suffisante pour conserver la vitesse tf=0'»,75.
De l'équation (107) nous tirons :
^^t*^/ 0,0004>^ry^xll,7 84^ ^^^^ "^^^ ^10473 -0.00018,
c'est-à-dire très voisine de 0",0002. Les dimensions trouvées peuvent donc être conservées.
Canal de fuite. — Ce canal est également calculé pour le débit en eaux moyennes Q = 12'"M30; on lui donne habituellement la même largeur qu'au canal d'amenée.
Calculons la profondeur et la vitesse moyenne de l'ea i.
La formule (107) donne :
la formule (2) (page 103)donnew— — , d'où :
ou
Or.
et
Substituons ces valeurs à û et à x dans l'équation précédente, il Tient :
Résolvant et ordonnant par rapport à h, il vient :
On résout cette équation par approximations successives, en négligeant pour la 1™ approximation le terme en h; puis, en introduisant la valeur trouvée dans l'équation, on obtient une nouvelle valeur de h, et ainsi de suite jusqu'à ce qu'on obtienne deux valeurs consécutives de h ne diflférant entre elles que d'une quantité négligeable.
En opérant ainsi, nous avons obtenu successivement les valeurs suivantes pour h : 1",3B6, 1»",530, 1™,555, 1™,558, 1°»,560. Nous avons adopté cette dernière.
Dans ces conditions, la vitesse moyenne de l'eau dans le canal de fuite sera, en eaux moyennes :
Si nous substituons les valeurs numériques aux lettres dans la formule (107), il vient :
valeur très voisine de 0,0004; les dimensions trouvées pour le canal de fuite conviennent donc. *
11 résulte des calculs qui viennent d'être faits que nous pouvons compter sur les valeurs que nous avons établies pour la hauteur de la chute disponible, à l'étiage, en eaux moyennes et dans les crues ordinaires.
