CHEVALIER, Sylvain (32 rue Notre Dame de Nazareth, Paris, Paris, F-75003, FR)
LE BLANC, Martin (82 rue Pixerecourt, PARIS, F-75020, FR)
LACROIX, Sébastien (10 rue Sacha Guitry, Carrières Sur Seine, F-78420, FR)
CHEVALIER, Sylvain (32 rue Notre Dame de Nazareth, Paris, Paris, F-75003, FR)
LE BLANC, Martin (82 rue Pixerecourt, PARIS, F-75020, FR)
REVENDICATIONS
1. Hausse fusible pour ouvrage hydraulique comprenant :
- un élément massif (1) comportant une paroi d'une hauteur de retenue IIRN ;
- une chambre (2) formée à la base de l'élément massif (1) entre ledit élément massif (1) et une surface de support de l'élément massif (1) ; et
- des moyens de mise en pression de la chambre (2), permettant le remplissage de la chambre (2) avec l'eau pour créer sous l'élément massif une poussée dirigée de bas en haut, de sorte à permettre l'effacement de l'élément massif par basculement lorsque l'eau atteint en amont de la hausse un niveau prédéfini h M Ax , ladite hausse étant caractérisée en ce que les moyens de mise en pression comprennent une structure d'alimentation de la chambre (3) pourvue de deux compartiments (3a, 3b) délimités par une paroi intérieure (4), les deux compartiments (3a, 3b) communiquant l'un avec l'autre par au moins un passage (5) ménagé en partie haute de la structure d'alimentation (3) à une hauteur correspondant sensiblement au niveau d'eau prédéfini ïI MAX pour le basculement de la hausse, l'un des compartiments (3a) présentant au moins une ouverture (6) d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation (3) , disposée à une hauteur h inférieure à la hauteur de retenue IIRN , et l'autre compartiment (3b) communiquant avec la chambre (2).
2. Hausse selon la revendication 1 , caractérisée en ce que l'ouverture d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation (3) est disposée à une hauteur h inférieur à h R N , - Vz L, avec L la longueur d'onde des vagues, maximale théorique associée à l'ouvrage hydraulique.
3. Hausse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'ouverture d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation est disposée en dessous de la surface de support de l'élément massif (1).
4. Hausse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ouverture (6) d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation (3) est disposée à proximité de la portion inférieure de la structure d'alimentation (3) de la chambre.
5. Hausse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la structure d'alimentation (3) s'étend, sensiblement sous la forme d'une colonne, depuis la base de l'élément massif (1), au-dessus de la chambre (2).
6. Hausse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la structure d'alimentation (3) est ménagée en dehors de l'élément massif (1).
7. Hausse selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le passage (5) entre les deux compartiments (3a, 3b) de la structure d'alimentation (3) est ménagé entre une partie supérieure de la structure d'alimentation (3) et une extrémité supérieure de la paroi intérieure (4).
8. Hausse selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'ouverture (6) d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation (3) est disposée en face amont afin de permettre ainsi la récupération d'une partie de l'énergie cinétique du courant.
9. Hausse selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'ouverture (6) d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation (3) est disposée sur une face latérale de sorte que l'entrée d'eau soit indépendante de l'énergie cinétique du courant.
10. Hausse selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'extrémité supérieure de la paroi intérieure (4) est pourvue d'un labyrinthe (7) pour augmenter le débit de passage d'eau.
11. Hausse selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'une partie de la hausse appelée poutre (9) présente des bords biseautés (9a) et sur la partie amont de la face inférieure de la poutre (9), est prévue une bande (12) qui en appui sur un scellement secondaire (11) coulé dans une rainure (10) prévue sur un socle (8).
12. Hausse selon l'une des revendications 1 à 11 , caractérisée en ce que la paroi intérieure (40) de la structure d'alimentation définit deux compartiments (30a et 30b), le compartiment (30a) dans lequel entre l'eau par l'ouverture (60) d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation entourant le compartiment (30b) communiquant avec la chambre (2). |
Hausse fusible
La présente invention concerne une hausse fusible pour ouvrage hydraulique tel que seuil en rivière, déversoir sur un barrage ou sur une digue de protection comprenant une structure formant paroi étanche ou sensiblement étanche à l'eau, installée sur ledit ouvrage hydraulique et maintenue dessus par gravité, et pouvant s'effacer de manière à laisser passer l'eau sans obstruction, ladite structure étant dimensionnée en poids et en taille pour être chassée par l'eau lorsque cette dernière atteint un niveau prédéfini.
Les hausses fusibles de ce type sont bien connues et sont installées de manière habituelle sur la crête d'un seuil disposé en travers d'un réservoir en vue de rehausser le niveau d'eau du réservoir en amont dudit seuil. Installées sur le seuil d'un barrage elles permettent de rehausser le niveau de retenue du barrage ou d'améliorer la sécurité dudit barrage face aux crues. Elles peuvent également être installées sur le seuil du déversoir d'une digue bordant une rivière et être destinées à protéger les régions voisines contre les crues, le déversoir étant dans ce cas installé sur la digue à un emplacement choisi de sorte qu'en cas de crues, l'eau se déverse dans un réservoir de stockage temporaire ou sur un terrain choisi sans danger pour d'autres régions voisines de la rivière.
Les hausses fusibles peuvent être du type non déversant ou du type déversant à savoir que dans ce dernier cas, elles peuvent laisser passer une certaine quantité d'eau par-dessus leur crête lorsque le niveau d'eau en amont de la hausse est supérieur à la hauteur de retenue h RN de la crête et tant que ce niveau de l'eau ne dépasse pas une hauteur prédéfinie IIMAX- Dans tous les cas, les hausses fusibles doivent s'effacer si le niveau de l'eau en amont de la hausse atteint un niveau prédéfini hMAx lors d'une crue, afin de libérer le volume d'eau qu'elle retient dans le réservoir, et d'éviter ainsi un envahissement par l'eau de régions voisines amont ou un endommagement de la digue ou du barrage.
Les hausses fusibles s'appliquent en particulier à une levée ou une digue ou un barrage en remblai ou encore à une digue ou barrage mixte construit en partie en remblai et en partie en béton ou en maçonnerie. La digue peut être une digue frontale en travers d'un cours d'eau, ou une digue latérale le long d'un cours d'eau pour protéger les terres environnantes contre les crues. Dans le cas d'un barrage, il peut s'agir de tout type de barrage créant un réservoir d'eau, ou d'un barrage de col associé au barrage précité.
Sur de nombreux ouvrages hydrauliques du genre indiqué, il est connu de créer des points de rupture privilégiés qui en cas d'événements exceptionnels, tels que des crues exceptionnelles menaçant l'ouvrage de destruction, cèdent en des emplacements prédéterminés de l'ouvrage choisis pour que les dégâts causés à l'ouvrage lui-même et/ou aux personnes ou aux biens inondés par la rupture de l'ouvrage soient minimaux. Ces points de rupture peuvent être constitués à l'aide de hausses fusibles positionnées sur la crête de la partie de la digue, du remblai ou du barrage choisie, ou d'autre système permettant l'évacuation des débits nécessaires.
Une telle hausse comprend au moins un élément de hausse rigide et massif qui est posé sur la crête du seuil déversant et est maintenu en place sur celui-ci par gravité, ledit élément de hausse ayant une hauteur de retenue IIRN prédéterminée et étant dimensionné en taille et en poids pour que le moment des forces appliquées par l'eau à l'élément de hausse atteigne pour un certain niveau prédéfini FIMAX , le moment des forces de pesanteur qui tendent à maintenir l'élément de hausse en place sur le seuil déversant et qu'en conséquence ledit élément de hausse soit déséquilibré et chassé lorsque le niveau d'eau en amont de la hausse atteint le niveau prédéfini IIMAX -
II est clair que pour des crues d'importance moyenne tant que le niveau de l'eau n'atteint pas le niveau prédéfini h M Ax de déséquilibrage de la hausse, lequel peut être déterminé en pratique de façon à être égal ou légèrement plus bas que le niveau des plus hautes eaux, l'eau peut être évacuée par les vannes
et autres dispositifs dimensionnés pour les débits les plus courants, sans qu'il en résulte une destruction de la hausse et par suite sans que le déversoir cesse d'être obturé par ladite hausse. Par contre, dans le cas d'une crue exceptionnelle, le niveau de l'eau atteint le niveau prédéfini hwiAx de déséquilibrage de la hausse et un ou des éléments de hausse sont automatiquement déséquilibrés et chassés par l'eau sous la seule action des forces de l'eau, donc sans qu'une intervention extérieure soit nécessaire, redonnant ainsi au seuil sa pleine capacité d'évacuation.
De manière à favoriser le déséquilibre et le basculement dudit ou desdits éléments de hausse au moment où cela devient indispensable pour évacuer une crue exceptionnelle, on prévoit des moyens pour générer une pression, nommée sous-pression selon la terminologie admise par les hydrauliciens, dans une chambre formée sous le ou les éléments de hausse, quand le niveau d'eau atteint le niveau prédéfini h M Ax de déséquilibrage de la hausse.
De tels moyens peuvent être avantageusement agencés pour que la sous-pression appliquée dans la chambre de l'élément de hausse reste nulle ou très faible tant que le niveau de l'eau reste inférieur au niveau prédéterminé hi MA x ,et pour qu'une sous-pression de valeur substantiellement plus forte soit brusquement appliquée à l'élément de hausse à l'instant où le niveau de l'eau atteint ledit niveau prédéterminé, le dimensionnement des éléments étant tel qu'à cet instant le moment moteur déstabilisant devienne supérieur au moment stabilisant.
De tels moyens sont notamment constitués par un conduit appelé puits présentant une extrémité inférieure qui débouche dans ladite chambre et une extrémité supérieure qui est située à un niveau correspondant au dit niveau prédéfini.
Les systèmes de l'art antérieur sont confrontés aux problématiques de vandalisme et d'agressions par des phénomènes naturels extérieurs (corps
flottants, vagues) ayant pour conséquence de réduire leur efficacité ou leur précision.
Afin de résoudre ce problème, il est connu d'équiper l'extrémité supérieure du conduit communiquant avec la chambre avec un dispositif de protection contre les corps flottants afin d'éviter une obturation de celui-ci, ou encore avec un dispositif de protection contre les vagues de sorte qu'une ou plusieurs vagues successives ne déclenchent de manière intempestive le basculement de la hausse en créant une pression dans la chambre alors que le niveau prédéfini h MA x , n'est pas atteint. Aussi, ces dispositifs visent à limiter l'entrée d'eau dans le puits lorsqu'une ou plusieurs vagues successives se présentent et qu'ainsi le niveau d'eau à proximité de la prise d'eau se trouve supérieur au niveau du puits alors que la hauteur d'eau moyenne du réservoir ou du cours d'eau n'atteint pas le niveau * prédéfini de basculement IIMAX-
Un tel dispositif peut être constitué d'un entonnoir dont le bord supérieur se trouve à un niveau plus élevé que le niveau prédéfini comme cela est décrit dans les demandes de brevet FR 2 733 260 ou EP 0 493 183.
Dans d'autres dispositifs de déversoirs évacuateurs de crues tels que ceux décrits dans EP 0 435 732, on a proposé d'autres formes pour ce dispositif de protection dans lequel l'extrémité du conduit est recourbée en forme de siphon ou bien est constitué d'une cloche de protection qui coiffe l'extrémité supérieure du conduit et dont le sommet se trouve à un niveau légèrement plus élevé que le niveau prédéterminé h M Ax-
Toutefois, on a pu remarquer que de tels dispositifs de protection ne sont pas toujours suffisants. Ainsi la forme en entonnoir si elle offre une protection contre les débris flottants n'offre pas une protection suffisamment efficace contre les vagues d'une certaine amplitude. De ce fait, on encourt toujours le risque d'un basculement partiellement lié aux vagues et non à une crue réelle.
On a pu remarquer également que la forme de cloche recouvrant l'extrémité supérieure du conduit n'offre pas de garanties suffisantes vis-à-vis des risques d'obstruction par les débris flottants, ni par des vagues. En effet, pour ce mode de réalisation, en fonctionnement normal, c'est-à-dire lorsque le niveau d'eau est inférieur ou égal à la hauteur de retenue IIRN de la hausse, l'ouverture d'entrée d'eau de la cloche se situe au-dessus du niveau d'eau, de sorte que les débris flottants peuvent venir obstruer l'entrée d'eau où le puits lui-même et qu'en outre le puits reste accessible à des éventuels vandales.
En outre, compte tenu de la position de l'ouverture d'entrée d'eau, le puits demeure sensible aux vagues de sorte que l'on encoure toujours des risques de basculement non désiré.
Par conséquent, les hausses fusibles décrites ci-dessus restent soumises aux causes de fonctionnement dégradé suivantes : vandalisme, en particulier le vol de pièces métalliques, effets liés aux vagues de grande amplitude qui peuvent déclencher la bascule de la hausse alors que le niveau n'est pas réellement atteint, et l'obturation des moyens de mise en pression par des débris flottants à la surface de l'eau.
Par ailleurs, le réglage de la hauteur prédéfinie de basculement des hausses est peu précis. En effet, dans certains cas, lorsque le niveau d'eau du réservoir ou du cours d'eau est nettement supérieur à la hauteur de retenue hiRN de la hausse (cf. figures 9), le niveau d'eau tend à décroître, d'une hauteur δh, à l'approche de la hausse, en raison de l'augmentation de la vitesse d'écoulement de l'eau dans le canal 14 reliant la retenue d'eau au seuil déversant. Aussi, il est difficile de déterminer précisément le niveau d'eau prédéfini du réservoir ou du cours d'eau pour lequel une hausse sera déséquilibrée, notamment en raison de la faible sensibilité de la hauteur d'eau à proximité de la hausse, aux variations du niveau général du cours d'eau ou du réservoir.
L'invention objet de la présente demande a donc pour but principal de proposer une hausse palliant les problèmes de l'art antérieur mentionnés ci- dessus, dont la sensibilité aux problématiques de vandalisme et d'agressions par des phénomènes naturels extérieure soit moindre et dont le fonctionnement soit optimisé, et permettant, en particulier, une régulation plus fine de la hauteur de basculement des hausses.
à cet effet, l'invention a pour objet une hausse fusible pour ouvrage hydraulique comprenant : - un élément massif comportant une paroi d'une hauteur de retenue h RN ;
- une chambre formée à la base de l'élément massif entre ledit élément massif et une surface de support de l'élément massif ; et
- des moyens de mise en pression de la chambre, permettant le remplissage de la chambre avec de l'eau pour créer sous l'élément massif une poussée dirigée de bas en haut, de sorte à permettre l'effacement de l'élément massif par basculement lorsque l'eau en amont de la hausse atteint un niveau prédéfini h M Ax ; ladite hausse étant remarquable en ce que les moyens de mise en pression comprennent une structure d'alimentation de la chambre pourvue de deux compartiments délimités par une paroi intérieure, les deux compartiments communiquant l'un avec l'autre par au moins un passage ménagé en partie haute de la structure d'alimentation à une hauteur correspondant sensiblement au niveau d'eau prédéfini II MAX pour le basculement de la hausse, l'un des compartiments présentant au moins une ouverture d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation, disposée à une hauteur h inférieure à la hauteur de retenue IIRN , et l'autre compartiment communiquant avec la chambre.
Ainsi, la prise d'eau, c'est-à-dire l'ouverture d'entrée d'eau dans la structure est située sous la crête de la hausse.
En d'autres termes, la hausse fusible, pour ouvrage hydraulique tel que seuil en rivière, déversoir sur barrage ou sur une digue de protection, comprend
un élément massif disposé sur la crête de l'ouvrage et maintenu dessus par gravité formant paroi étanche ou sensiblement étanche à l'eau, installé sur ledit ouvrage hydraulique et pouvant s'effacer de manière à laisser passer l'eau sans obstruction lorsque le niveau du réservoir ou du cours d'eau atteint un niveau prédéfini, une chambre étant formée à la base de l'élément massif entre celui-ci et la surface qui le supporte, des moyens de mise en pression permettant le remplissage de la chambre avec de l'eau pour créer sous l'élément massif une poussée dirigée de bas en haut quand l'eau du réservoir ou du cours d'eau atteint le niveau prédéfini, caractérisé en ce que ces moyens de mise en pression sont constitués d'une prise d'eau au niveau d'une structure d'alimentation pourvue de deux compartiments délimités par une paroi verticale intérieure, les deux compartiments étant en communication l'un avec l'autre par au moins un passage ménagé en partie haute de la prise d'eau, l'un des compartiments présentant une ou plusieurs ouvertures dans sa partie inférieure permettant l'entrée de l'eau du réservoir ou de la voie d'eau dans la prise d'eau tandis que l'autre compartiment communique avec la chambre sous l'élément massif.
Par conséquent, lors d'une montée des eaux, l'ouverture d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation se trouve immergée. Ainsi, de manière très avantageuse, en cas de montée des eaux, l'entrée de l'eau dans les moyens de mise en pression s'effectue de manière régulière depuis une ouverture immergée, en partie inférieure de la structure d'alimentation, de sorte qu'on évite ainsi tous les risques d'obstruction de l'entrée des moyens de mise en pression par des débris flottants à la surface de l'eau puisque qu'on se trouve en dessous de ladite surface.
Par ailleurs, on limite également les risques de vandalisme tels que le vol de pièces sur de telles hausses puisque l'accès au compartiment communiquant avec la chambre est limité.Ainsi, la difficulté d'accès au compartiment est augmentée de sorte que le vol d'accessoires réalisés en métal, en acier inoxydable par exemple, soit relativement compliqué. L'inviolabilité du dispositif est donc améliorée.
Par conséquent, une hausse fusible selon la présente invention comprend des moyens mis en œuvre pour lutter contre le vandalisme et les agressions extérieures à ladite hausse.
En outre, de manière très avantageuse, on réduit les conséquences des imprécisions dues à l'effet des vagues puisque, lorsque celles-ci surviennent, elles n'ont plus aucune incidence sur la quantité d'eau entrant dans la structure d'alimentation ainsi formée, car l'ouverture d'entrée de l'eau dans la structure d'alimentation est immergée sous le niveau de la crête des hausses, de préférence en dessous du niveau du creux des vagues.
La précision associée à la hauteur d'eau amont provoquant le basculement des hausses est ainsi grandement améliorée.
De préférence, l'ouverture d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation est disposée à une hauteur h inférieur à ïIR N - V2 L, avec L la longueur d'onde des vagues maximale théorique associée à l'ouvrage hydraulique. Ainsi, l'ouverture d'entrée de l'eau se trouve en dessous du niveau du creux des vagues, même lorsque l'amplitude théorique des vagues est maximale, de sorte que l'on élimine complètement l'influence des vagues sur le basculement de la hausse.
Avantageusement, l'ouverture d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation est disposée à proximité de la portion inférieure de la structure d'alimentation de la chambre. Ainsi, l'ouverture d'entrée d'eau est nécessairement située en dessous du creux des vagues.
Selon une forme de réalisation préférée, la prise d'eau et donc la structure d'alimentation sont implantées sur la base de l'élément massif, au- dessus de la chambre de mise en pression, sensiblement sous la forme d'une colonne creuse.
Selon une autre forme de réalisation, ladite prise d'eau et la structure d'alimentation sont ménagées en dehors de l'élément massif.
Le passage entre les deux compartiments de la structure d'alimentation est ménagé entre la partie supérieure de la structure d'alimentation et l'extrémité supérieure de la paroi verticale intérieure.
Selon une première variante de réalisation, la structure d'alimentation selon l'invention comporte un compartiment dit amont comportant à sa base une entrée d'eau face amont qui permet ainsi de récupérer une partie de l'énergie cinétique du courant. En d'autres termes, l'ouverture d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation est disposée en face amont.
Grâce à la structure d'alimentation décrite ci-dessus, il est possible de réaliser une régulation plus fine de la hauteur d'eau provoquant le basculement des hausses. En effet, au préalable, il était nécessaire de positionner le niveau des puits des hausses à des hauteurs étagées dont l'écart était important de manière à compenser les imprécisions des hauteurs de basculement de hausses adjacentes, dues notamment au phénomène de décroissance du niveau de l'eau à l'approche de la hausse, illustré sur la figure 9.
En particulier, il était nécessaire d'étager les niveaux de basculement de plusieurs hausses d'une hauteur correspondant au remplissage nominal requis pour provoquer la mise en pression de la hausse et ce, afin d'obtenir des basculements des hausses dans l'ordre souhaité et d'éviter les basculements simultanés.
Le procédé décrit de structure d'alimentation permet de réduire la hauteur d'eau de remplissage nominal, et permet de réduire avantageusement la différence de hauteur de basculement entre les hausses. On obtient une régulation plus fine du niveau d'eau dans le réservoir amont lors des épisodes de
crue. On peut aussi retarder la bascule de la première hausse car l'écart de niveau de basculement entre les structures d'alimentation est réduit.
Par ailleurs, dans certaines configurations, illustrées sur la figure 9, lors du basculement d'une hausse adjacente, le niveau d'eau sur le déversoir baisse à cause de l'augmentation des vitesses d'écoulement sur le seuil et il est alors difficile de réaliser un puits qui permette de mettre la chambre inférieure en pression pour des niveaux d'eau supérieurs dans le réservoir. Une configuration adéquate de la structure d'alimentation des hausses selon l'invention avec une admission d'eau en face frontale permet de générer une pression (H) résultant de la pression statique correspondant au niveau d'eau sur le déversoir (h e ) et de la pression cinétique correspondant à la vitesse de l'écoulement de l'eau sur le déversoir (v 2 /2g). La pression résultante (H) correspond au niveau général d'eau dans le réservoir ou dans le cours d'eau (H= h e +v 2 /2g).
Selon une seconde variante de réalisation, l'entrée de l'eau peut être ménagée sur une face latérale du compartiment amont de la structure d'alimentation de sorte que la prise d'eau soit indépendante de la vitesse de l'écoulement. En d'autres termes, l'ouverture immergée d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation est disposée sur une face latérale de sorte que l'entrée d'eau soit indépendante de la vitesse du courant.
Ainsi, comme on l'a vu, l'eau entre par le bas du premier compartiment et monte dans la structure d'alimentation jusqu'à l'extrémité supérieure de la paroi verticale intérieure puis une fois un niveau prédéterminé atteint s'écoule dans le second compartiment et donc vers la chambre sous l'élément massif.
De préférence, l'extrémité supérieure de la paroi verticale intérieure est pourvue d'un labyrinthe pour augmenter le débit de passage d'eau.
La hausse fusible selon l'invention peut avoir ou non une crête rectiligne.
Dans un mode de réalisation de l'invention, une partie de la hausse appelée poutre présente des bords biseautés et sur la partie amont de la face inférieure de la poutre, est prévue une bande qui en appui sur un scellement secondaire coulé dans une rainure prévue sur un socle.
Selon une réalisation, la paroi intérieure de la structure d'alimentation définit deux compartiments, le compartiment dans lequel entre l'eau par l'ouverture immergée entourant le compartiment communiquant avec la chambre.
On décrira maintenant l'invention plus en détail en référence au dessin dans lequel :
La figure 1 représente une vue en coupe transversale d'une hausse fusible selon l'invention ;
La figure 2 représente une vue en coupe selon la ligne AA de la hausse selon la figure 1 ;
La figure 3 représente une vue en coupe selon la ligne BB de la hausse de la figure 2 ;
La figure 4 représente une vue en coupe de l'extrémité de la paroi intérieure verticale du puits de la hausse selon l'invention ;
Les figures 5a et 5b représentent une solution proposée pour l'installation de la base d'une hausse dans le cas où la linéarité de la surface du socle ne peut pas être assurée avec des tolérances suffisamment fines ; et
La figure 6 représente une vue en perspective du dessus selon la figure 2 ;
Les figures 7a et 7b représentent respectivement des vues en perspective avant et arrière de hausse fusible selon l'invention à une crête rectiligne ;
Les figures 8a et 8b représentent respectivement des vues en perspective avant de deux exemples de hausse fusible selon l'invention présentant une crête non rectiligne ;
La figure 9 représente une hausse et les variations du niveau d'eau à l'approche de la hausse, en raison de l'augmentation des vitesses d'écoulement dans le canal ;
La figure 10 est une vue en perspective d'une hausse selon un mode de réalisation, dans lequel la face amont présente une ouverture d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation ;
La figure 11 est une vue en perspective, en coupe de la hausse de la figure 2 ;
La figure 12 est une vue en perspective d'une hausse selon un autre mode de réalisation, dans lequel les faces latérales présentent une ouverture d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation.
La hausse fusible selon l'invention est destinée à être positionnée sur la crête d'un ouvrage hydraulique tel que seuil en rivière, déversoir sur barrage ou sur une digue de protection. Elle est constituée d'un élément massif 1 maintenu sur la crête par gravité et formant paroi étanche ou sensiblement étanche à l'eau. à cet effet, l'élément massif 1 comporte au moins une paroi 13 présentant une hauteur de retenue d'eau h RN .
Dans certains cas, la crête n'est pas rectiligne et présente une forme de labyrinthe permettant d'augmenter la débitance de la hausse. En d'autres termes
un tel mode de réalisation permet à la hausse de faire circuler un débit déversant plus important pour une lame d'eau plus importante.
Cet élément massif 1 est installé sur l'ouvrage hydraulique de façon à pouvoir passer d'une première position dressée comme sur la figure 1 puis s'effacer pour laisser passer l'eau pratiquement sans obstruction lorsque le niveau du réservoir ou du cours d'eau atteint un niveau prédéfini.
Une chambre 2 est formée à la base de l'élément massif 1 entre celui-ci et la surface qui le supporte. Des moyens de mise en pression permettent le remplissage de la chambre 2 avec de l'eau pour créer sous l'élément massif 1 une poussée dirigée de bas en haut quand l'eau du réservoir ou du cours d'eau atteint le niveau prédéfini h MA x • La chambre 2 est en outre pourvue d'une purge
2a permettant de drainer de l'eau entrant dans la chambre alors que la hausse n'est pas dans des configurations nominales de basculement.
Dans la pratique, plusieurs hausses sont disposées de manière adjacente et chaque hausse présente un niveau prédéfini IIMA X de basculement différent, de sorte à augmenter progressivement la capacité d'évacuation selon l'importance de la crue. Aussi, la détermination de la hauteur de basculement des hausses doit être réglée de manière très précise de sorte à obtenir des basculements des hausses dans l'ordre souhaité et éviter des basculements simultanés des hausses.
Les moyens de mise en pression sont constitués d'une structure d'alimentation 3 qui est pourvue de deux compartiments 3a et 3b délimités par une paroi verticale intérieure 4. Ces deux compartiments 3a et 3b sont en communication l'un avec l'autre par un passage 5 ménagé entre la partie supérieure de la structure d'alimentation 3 et l'extrémité supérieure de la paroi verticale intérieure 4.
De préférence, la structure d'alimentation 3 est de section sensiblement carrée ouverte en partie supérieure. En outre, la structure d'alimentation est fermée à l'aide d'une plaque 3c ce qui permet de conserver un accès à l'intérieur de la structure d'alimentation 3 notamment pour des opérations de maintenance.
L'un des compartiments 3a présente une ou plusieurs ouvertures 6 dans sa partie inférieure permettant l'entrée de l'eau du réservoir ou de la voie d'eau dans la structure d'alimentation 3 tandis que l'autre compartiment 3b est en communication avec la chambre 2 à la base de l'élément massif 1.
L' (les) ouverture(s) d'entrée 6 de l'eau dans la structure d'alimentation est disposée à une hauteur h inférieure à la hauteur de retenue IIRN . En d'autres termes, le bord supérieur de l'ouverture d'entrée 6 d'eau est situé en dessous de la hauteur de retenue IIRN , c'est-à-dire en dessous du bord supérieur de la paroi 13. Aussi, l'ouverture 6 d'entrée d'eau est située en dessous du passage d'accès du compartiment 3b communiquant avec la chambre2. Aussi, l'accès de l'eau à la chambre 2 est réalisé sous la forme d'une chicane.
De préférence, on a trouvé que l'ouverture d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation devait être disposée à une hauteur h inférieure à IIRN - λ A L, avec L la longueur d'onde des vagues maximales, théorique associée à l'ouvrage hydraulique.
Par exemple, pour un ouvrage hydraulique donné, on peut déterminer en fonction notamment de données relatives à la durée d'exposition aux vents, à la force du vent et aux dimensions du réservoir ou du cours d'eau, la hauteur maximale d'une vague à considérer ainsi que sa période.
On peut notamment prendre pour exemple une vague d'une hauteur de 2m et dont la période est de 5 secondes. La longueur d'onde de cette vague est de 20 m. Dans ces circonstances, il a été trouvé qu'à une profondeur de L/2 soit 10m, cette houle de surface ne sera pas ressentie.
Par conséquent, selon l'invention, on dispose l'ouverture d'entrée 6 de la structure alimentation au moins 10 m en dessous de la hauteur de retenue d'eau πRN •
De préférence, on dispose l'ouverture 6 d'entrée à proximité de l'extrémité inférieure du compartiment d'alimentation.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, on peut également prévoir que, l'ouverture d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation soit située à un niveau inférieur à celui de la base des hausses, c'est-à-dire à la surface de support de la hausse. Ce mode de réalisation peut notamment être réalisé en réalisant une prise d'eau indépendante de la hausse décrite dans la suite du présent document.
Par ailleurs, on note que, dans les modes de réalisation illustrés sur les figures 1 , 2, 3, 6, 7a et 7b, la structure d'alimentation 3 comporte une ouverture 6 d'entrée d'eau dans la structure d'alimentation 3 disposée en face amont et des ouvertures d'entrée d'eau disposée sur les faces latérales.
Dans d'autres modes de réalisation, représentés sur les figures 8a, 8b et 10, on pourra alternativement prévoir uniquement une ou plusieurs ouvertures d'entrée en face amont afin de permettre ainsi la récupération d'une partie de l'énergie cinétique du courant.
Dans ce mode de réalisation, on remarque que le niveau d'eau h st ru ct dans la structure d'alimentation est plus élevé que le niveau de l'écoulement, à proximité de celle-ci, en raison de la récupération d'une partie de l'énergie cinétique.
Ainsi, on récupère une partie de l'énergie cinétique de sorte que le niveau d'eau h s truct dans la structure d'alimentation soit indépendant du
phénomène d'affaissement du niveau de l'eau à l'approche de la hausse et de la vitesse d'écoulement de l'eau dans le canal 14.
Dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 12, le dispositif présente une ou plusieurs ouvertures d'entrée d'eau, disposées uniquement en face latérale, de sorte que l'entrée d'eau soit indépendante de l'énergie cinétique du courant. Par conséquent, dans ce mode de réalisation, le basculement de la hausse ne prend pas en compte l'affaissement du niveau de l'eau à l'approche de la hausse et dépend donc de la vitesse d'écoulement de l'eau dans le canal.
Cette entrée 6 de l'eau, dans la structure d'alimentation ainsi formée, permet donc un flux régulier de l'eau dans la structure d'alimentation et le phénomène des vagues ne peut plus créer de risque de surpression dans la chambre 2.
De préférence à l'extrémité de la paroi intérieure verticale 4, on met en place un labyrinthe 7 permettant ainsi d'augmenter le débit d'eau dans la structure d'alimentation vers la chambre 2 comme on peut le voir à la figure 4. Ce labyrinthe 7 peut être constitué de plusieurs ondes.
Toujours dans un souci de protection contre le vandalisme et pour améliorer les performances, on propose également de mettre en place un joint d'un nouveau genre à la base de la hausse. En effet, lorsque la hausse repose sur son socle 8 à savoir la crête de l'ouvrage hydraulique, il est nécessaire de ménager une certaine étanchéité. Pour se faire, on met en place un joint entre le socle et la hausse, plus précisément sous la partie de hausse appelée poutre 9. A cet effet, on ménage sur le socle 8, c'est-à-dire sur le support de la hausse, une rainure 10 dans laquelle on met en place un scellement secondaire tel qu'un coulis auto lissant 11 qui permet d'obtenir un excellent calage de la hausse et de réduire à une valeur proche de 0 l'espace entre la hausse 1 et son support 10. On réalise des bords biseautés 9a sur la poutre 9, puis sur la partie amont de la
face inférieure de la poutre 9, on met en place une bande souple 12 qui en compression entre le scellement secondaire 11 et la poutre 9 assure une étanchéité suffisante.
Une hausse selon la présente invention présente donc des qualités améliorées tant du point de vue de la fiabilité que de la sécurité contre le vandalisme.
Dans la hausse fusible labyrinthe simple onde sécurisée selon la figure 8a, la paroi intérieure 40 de la structure d'alimentation définit deux compartiments
30a et 30b, le compartiment 30a dans lequel entre l'eau par l'entrée 60 entourant le compartiment 30b dans lequel tombe l'eau par-dessus la paroi 40 par le passage 50, vers la chambre de mise sous pression.
La figure 8b montre un autre mode de réalisation d'une hausse fusible labyrinthe double onde sécurisée dans lequel la paroi 4 définit deux compartiments 3a et 3b.
L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit, mais englobe également les variantes des revendications dépendantes.