démodulation des éclusées sur la garonne

DémodulationDémodulationdes écluséesdes éclusées

sur la Garonnesur la Garonne

Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eauDémodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

INTRODUCTION DE INTRODUCTION DE QUELQUES NOTIONS QUELQUES NOTIONS

DE BASEDE BASE

Introduction de quelques notions de base Introduction de quelques notions de base

Modes de gestion des usines hydroélectriques

* Au fil de l’eau :

Fonctionnement continu

Mode de gestion qui impose de garder constant le niveau de la retenue et de délivrer à l’aval de l’ouvrage le débit entrant à l’amont


Modes de gestion des usines hydroélectriques

* Par éclusées :

Fonctionnement par intermittence pour répondre aux besoins d’énergie à certains moments de la journéeMode de gestion qui entraîne des lâcher d’eau appelés éclusées hydroélectriques


* Marnage :

* Démodulation des éclusées :

Oscillations et variations du niveau de la ligne d’eau dans un plan d’eau

Atténuation des variations de débit induites par les lâchés d’eau par stockage et destockage dans la retenue

Définitions


PRESENTATION PRESENTATION DU PROBLEME DU PROBLEME

SUR LA SUR LA GARONNEGARONNE

Présentation du problème sur la GaronnePrésentation du problème sur la Garonne

Présentation du site d ’étudePrésentation du site d ’étude

Bossost


Débit à Débit à BossostBossost

10m3/s

12h

12m3/s


Présentation du site d ’étudePrésentation du site d ’étude

Bossost

Plan d’Arem Pont du Roy

Saint-VidianPalaminy

La Brioulette Saint-Julien

CarbonneManciès


Objectif du projetObjectif du projet


Plan de l ’étudePlan de l ’étude

• Caractérisation des écluséesCaractérisation des éclusées• Enjeux de la démodulationEnjeux de la démodulation

• Présentation des ouvrages de démodulationPrésentation des ouvrages de démodulation• Démodulation par le barrage de Saint-VidianDémodulation par le barrage de Saint-Vidian• Démodulation avec la chaîne des trois barragesDémodulation avec la chaîne des trois barrages• Les aspects sédimentologiquesLes aspects sédimentologiques• Impacts de la démodulationImpacts de la démodulation• Réduction des effetsRéduction des effets


CARACTERISATION CARACTERISATION DES ECLUSEESDES ECLUSEES

Caractérisation des écluséesCaractérisation des éclusées

Données disponiblesDonnées disponibles

Saint-BéatChaum

Valentine

Cazères

Portet-sur-Garonne

Palaminy

La Pique

La Neste Le Salat

L’Ariège


Les différentes périodes de l’annéeLes différentes périodes de l’année

Débutnovembre

Finmars

Débutavril

Mi-juillet Mi-juilletFin

octobre


Deux types d’écluséesDeux types d’éclusées

Grande variationPetite variation


Les éclusées en hiverLes éclusées en hiver

Durée des éclusées: 13h


Amplitude: 10m3/s


Les éclusées à la fonte des neigesLes éclusées à la fonte des neiges

Amplitude: 10 à 15 m3/s

Durée: 14h Durée: 12h

Durée: 14h Durée: 12h


Les éclusées à l’étiageLes éclusées à l’étiage



Amplitude: 15 à 20 m3/s


Bilan des écluséesBilan des éclusées• En hiverEn hiver: de l’ordre de 10 m: de l’ordre de 10 m33/s pendant 13h/s pendant 13h

temps de propagation:temps de propagation: Chaum - Valentine 4hChaum - Valentine 4hValentine - Cazères 5hValentine - Cazères 5h

temps de montée:temps de montée: Chaum 1hChaum 1hValentine 1h30Valentine 1h30

• A l ’étiageA l ’étiage: entre 15 et 20 m: entre 15 et 20 m33/s pendant 12h/s pendant 12htemps de propagation:temps de propagation: Chaum - Valentine 5hChaum - Valentine 5h

Valentine - Cazères 5hValentine - Cazères 5htemps de montée:temps de montée: Chaum 1hChaum 1h

Valentine 1h30Valentine 1h30

• A la fonte des neigesA la fonte des neiges: entre 10 et 15 m: entre 10 et 15 m33/s pendant 12 à 14h/s pendant 12 à 14htemps de propagation:temps de propagation: Chaum - Valentine 4hChaum - Valentine 4h

Valentine - Cazères 5hValentine - Cazères 5htemps de montée:temps de montée: Chaum 1hChaum 1h

Valentine 1h30Valentine 1h30


ENJEUX DE LA ENJEUX DE LA DEMODULATIONDEMODULATION

Enjeux de la démodulation


Rendre à la Garonne son débit « naturel »

Assurer une meilleure gestion de la ressource en eau en période d ’étiage

Enjeux de la démodulation Enjeux de la démodulation

Rendre à la Garonne son débit « naturel »

Impacts des éclusées sur le fonctionnement de l’écosystème :

* Importance des fluctuations de la qualité de l’habitat et des vitesses d’écoulement* Déstabilisation du lit de la Garonne* Fragilisation des berges

Enjeux de la démodulation Enjeux de la démodulation

Assurer une meilleure gestion de la ressource en eau

en période d’étiage :

Maîtrise d’ouvrage d’un soutien d’étiage sur la Garonne assuré par le SMEAG à partir de réservoirs EDF Amplitude des éclusées équivalente aux débits apportés par le destockage des réserves

DIMINUTION DE L’EFFICACITE DU SOUTIEN D’ETIAGE


PRESENTATION DES PRESENTATION DES OUVRAGES DE OUVRAGES DE

DEMODULATIONDEMODULATION


Présentation des ouvrages de démodulation

Localisation du site

Hydrologie du site

La retenue

Le barrage et sa gestion actuelle

Présentation des ouvrages de démodulationPrésentation des ouvrages de démodulation

Localisation du site :

Saint-Vidian

Palaminy

Hydrologie du site :


Bassin versant à St-Vidian : 4425 km²

Débit moyen interannuel : 119 m3/s

Pente moyenne : 0,25%


La retenue :

Sédimentation

Caractéristiques biologiques

îlot


* Végétation

zone verte du SDAGE

ripisylve remarquable et presque ininterrompue


Population type de la Garonne de piémont :

vairons, goujons, truites communes, loches franches Barrages du groupement de Palaminy = obstacle pour les migrateurs : saumons atlantiques, truites de mer, aloses

* Faune piscicolePiège à poissons de Carbonne

=> La retenue de Saint-Vidian ne constitue pas un lieu

de passage pour les migrateurs


* Faune terrestre

gibier type du piémont pyrénéen oiseaux d’eau en eaux peu profondes de la queue de retenue


Classification du Plan d ’eau de BOUSSENS

* ZNIEFF (zone naturelle d’intérêt écologique faunistique et floristique)

* ZICO (zone d’intérêt communautaire pour les oiseaux)

en particulier : Nycticorax nycticorax

Pas de contrainte réglementaire mais études complémentaires dans l’étude d ’impacts


Inventaire des usages

* exploitation hydroélectrique EDF

* tourisme

La retenue :

Sédimentation

Caractéristiques biologiques


Commune de Boussens (queue de retenue)

* Hôtel du Lac

* Camping municipal du Lac

* Aménagements de berges

- Volume utile de la retenue : 860000 m3

- débit d’équipement : 130 m3/s

- débit réservé : 3 m3/s

- Puissance : 215 MW


Barrage de Saint-Vidian

Situation juridique de la retenue de Saint-Vidian

Marnage autorisé : Entre 258,60 NGF et 259,40 NGF

Gestion actuelle :

Fil de l’eau : niveau constant 259,30 NGF


=> Choix du site d’étude

La régulation

Barrage

Garonne

Salat

Débit à turbiner

Maintien d ’une cote « constante »

Rétroaction sur le débit turbiné en fonction de la cote de la retenue



DEMODULATION PAR DEMODULATION PAR LE BARRAGE DE LE BARRAGE DE SAINT-VIDIANSAINT-VIDIAN

Création du maillage sous MATISSE

Démodulation par le barrage de Saint-VidianDémodulation par le barrage de Saint-Vidian

Création du maillage sous MATISSE

Entrée

Barrage Canal d ’amenée



Simulations effectuées sous TELEMAC

Simulation 1 : au fil de l'eau sans éclusées


Simulation 2 : Essai d’intumescences


temps

Débit EntréeSortie

Simulation 3a : Débit amont en créneaux


temps

Débit EntréeSortie

Simulation 3b : Débits amont et aval en créneaux


temps

Débit Entrée

Sortie


DEMODULATION DEMODULATION AVEC LA CHAINE DES AVEC LA CHAINE DES TROIS BARRAGES DU TROIS BARRAGES DU

GROUPEMENTGROUPEMENT


But du programmeBut du programmeProposer un programme de gestion Proposer un programme de gestion

permettant:permettant:

•D ’atténuer les variations de D ’atténuer les variations de débit de type écluséesdébit de type éclusées

•De lisser les courbes de débitsDe lisser les courbes de débits

Démodulation avec la chaîne des trois barrages du groupementDémodulation avec la chaîne des trois barrages du groupement

Qe1

Qe2

Qe3

Qs1

Qs2

Qs3

(T2 ;Apport2)

(T1 ;Apport1)

(T3 ;Apport3)

V2 (V2max,V2min)

V3 (V3max,V3min)

V1 (V1min,V1max)

Palaminy

St Julien

Carbonne

Schéma des ouvrages de la Garonne moyenneSchéma des ouvrages de la Garonne moyenne

utilisé pour le programme utilisé pour le programme FortranFortran

QamontValentine


Le programme Le programme FortranFortran

Pour chaque barrage, nous effectuons les calculs suivants

• Qe (T;Apport)

• Qs (moyenne sur 6 valeurs des débits amont)• V=Vold+(Qe-Qs)*dt

• Vérification du volume V de la retenue• Si V>Vmax, on diminue la valeur de

Qs

• Si V<Vmin, on augmente la valeur de Qs


Qamont

Palaminy

Exemple sur le premier barrageExemple sur le premier barrage

Qe1(t)=Qamont(t-T1)+Apport1

V1(t)=V1(t-dt)+(Qe1-Qs1)*dt

Qs1(t)=Qamont(t-i*dt)+Apport1

5

06

1

i

Vérification de la valeur de V1


Qamont

Qe1

Qe2

Qe3

Qs1

Qs2

Qs3

(T2 ;Apport2)

(T1 ;Apport1)

(T3 ;Apport3)

V2

V3

V1

Palaminy

St Julien

Carbonne

Schéma des ouvrages de la Garonne moyenneSchéma des ouvrages de la Garonne moyenne

utilisé pour le programme utilisé pour le programme FortranFortran


Résultats obtenus

Débits à Palaminy

Débits à Carbonne

30

35

40

45

50

55

60

65

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000

Temps en secondes

Déb

its

en m

3/s

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000

Temps en secondes

Déb

its e

n m

3/s

Débit entrantDébit entrantQamontQamont

Débit sortantDébit sortant


Résultats obtenus

Variation du volume à Palaminy

Variation du volume à Carbonne

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

900000

1000000

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000

Temps en secondes

Vo

lum

e e

n m

3

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000

Temps en secondes

Vo

lum

e e

n m

3


ConclusionConclusion

Le programme pourra être amélioré afin d’obtenir des courbes de variations de hauteur et pas seulement de

volume

Les résultats obtenus sont assez concluants


TRANSPORT DE TRANSPORT DE SEDIMENTS SEDIMENTS


Transport de sédiments

Le processus

Etat des lieux

Influence des éclusées

Le processus sédimentologiqueLe processus sédimentologique

3 Phases

3 zones

Production

Transfert

Dépôt

Le processus sédimentologiqueLe processus sédimentologique

Les conséquences

Le Plan d'Arem

îlot

Modification de la morphologie du cours d ’eau

Etat des lieuxEtat des lieux

Dépôts

Garonne

Apports

Salat

Plan de la retenue de Saint Vidian


Zone envasée

Formation d’îlot


Approche au premier ordre

1deb s.m1,2

602

250

S

QV

Calcul de la vitesse débitante

.s9501,2

2000

V

LT

deb

Calcul du temps de transit

m5,495054,4TWH cchute Calcul de la hauteur de chute


1s.m08,0602

10v

Influence des éclusées sur la sédimentation

Variation de vitesse

Variation de la hauteur de chute

%4H

H

chute

chute

08,01,2

2000T

s38

)1,2(

08,02000T

2

mm175385,4Hchute

Les aspects sédimentologiquesLes aspects sédimentologiques

La sédimentation : phénomène important à ne pas négliger

Faible importance des éclusées sur le processus

Conclusion

Influence sur l'écrêtement


IMPACTS DE LA IMPACTS DE LA DEMODULATION DEMODULATION

La retenue

Impacts sur l'écosystème aquatique

Impacts visuels

- Déstabilisation des berges

- Nidification des oiseaux d’eau

- Apparition de « pièges à poissons »

Impacts de la démodulationImpacts de la démodulation

La Garonne à l'aval de l'ouvrage

La production d'EDF

- Retour à un débit naturel

- Efficacité du soutien d’étiage

Impacts de la démodulationImpacts de la démodulation


REDUCTION DES REDUCTION DES EFFETSEFFETS

Réduction des effetsRéduction des effets

Stabilisation du plan d’eau en queue de retenue

Queue de Queue de retenueretenue

Seuil submersibleSeuil submersible

Barrage de PalaminyBarrage de Palaminy


Stabilisation du plan d’eau en queue de retenue

Désavantages et risques de l ’aménagement :

- Diminution du volume utile de la retenue

- Augmentation du marnage en aval du seuil

- Erosion du lit en aval du seuil


Désenvasement de l’amont de la retenue

Réalisation d’un piège à sable et à graviers

Plantation d’un masque végétal

Autres solutions envisageables


CONCLUSIONCONCLUSION- Bilan des impacts- Bilan des impacts

- Aspects techniques- Aspects techniques

- Position d’EDF- Position d’EDF

- Aspects juridiques- Aspects juridiques

- Suites à donner- Suites à donner


Plan d’Arem

Palaminy

Le Salat

La Neste

La Pique

L’Ariège

Etude de la réduction des écluséesEtude de la réduction des écluséessur l’axe Ariège-Garonnesur l’axe Ariège-Garonne

« La Garonne…

Une brune au sang chaud, tout à la fois rieuse et coléreuse, impétueuse et paresseuse » Gaston Bonheur

démodulation des éclusées sur la garonne

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