Transcript Présentation des ouvrages de démodulation

Démodulation
des éclusées
sur la Garonne
INTRODUCTION DE
QUELQUES NOTIONS
DE BASE
Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau
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
Introduction de quelques notions de base
Modes de gestion des usines hydroélectriques
* Par éclusées :
Fonctionnement par intermittence pour répondre aux
besoins d’énergie à certains moments de la journée
Mode de gestion qui entraîne des lâcher d’eau
appelés éclusées hydroélectriques
Introduction de quelques notions de base
Définitions
* Démodulation des éclusées :
Atténuation des variations de débit induites par les
lâchés d’eau par stockage et destockage dans la retenue
* Marnage :
Oscillations et variations du niveau de la ligne
d’eau dans un plan d’eau
Introduction de quelques notions de base
PRESENTATION
DU PROBLEME
SUR LA
GARONNE
Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau
Présentation du site d ’étude
Bossost
Présentation du problème sur la Garonne
Débit à Bossost
12h
12m3/s
10m3/s
Présentation du problème sur la Garonne
Présentation du site d ’étude
Carbonne
Manciès
La Brioulette
Saint-Vidian
Plan d’Arem
Saint-Julien
Palaminy
Pont du Roy
Bossost
Présentation du problème sur la Garonne
Objectif du projet
Présentation du problème sur la Garonne
Plan de l ’étude
• Caractérisation des éclusées
• Enjeux de la démodulation
• Présentation des ouvrages de démodulation
•
•
•
•
Démodulation par le barrage de Saint-Vidian
Démodulation avec la chaîne des trois barrages
Les aspects sédimentologiques
Impacts de la démodulation
• Réduction des effets
Présentation du problème sur la Garonne
CARACTERISATION
DES ECLUSEES
Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau
Données disponibles
Portet-sur-Garonne
L’Ariège
La Neste
Cazères
Le Salat
Valentine
Palaminy
Chaum
La Pique
Caractérisation des éclusées
Saint-Béat
Les différentes périodes de l’année
Fin
mars
Début
avril
Fin
Début
Mi-juillet Mi-juillet octobre novembre
Caractérisation des éclusées
Deux types d’éclusées
Petite variation
Caractérisation des éclusées
Grande variation
Les éclusées en hiver
Amplitude: 10m3/s
Durée des éclusées: 13h
Durée des éclusées: 13h
Caractérisation des éclusées
Les éclusées à la fonte des neiges
Amplitude: 10 à 15 m3/s
Durée: 14h
Durée: 14h
Caractérisation des éclusées
Durée: 12h
Durée: 12h
Les éclusées à l’étiage
Durée des éclusées: 12h
Amplitude: 15 à 20 m3/s
Durée des éclusées: 12h
Caractérisation des éclusées
Bilan des éclusées
• En hiver: de l’ordre de 10 m3/s pendant 13h
temps de propagation:
Chaum - Valentine 4h
Valentine - Cazères 5h
temps de montée:
Chaum 1h
Valentine 1h30
• A la fonte des neiges: entre 10 et 15 m3/s pendant 12 à 14h
temps de propagation:
Chaum - Valentine 4h
Valentine - Cazères 5h
temps de montée:
Chaum 1h
Valentine 1h30
• A l ’étiage: entre 15 et 20 m3/s pendant 12h
temps de propagation:
Chaum - Valentine 5h
Valentine - Cazères 5h
temps de montée:
Chaum 1h
Valentine 1h30
Caractérisation des éclusées
ENJEUX DE LA
DEMODULATION
Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau
Enjeux de la démodulation
Rendre à la Garonne son débit « naturel »
Assurer une meilleure gestion de la ressource
en eau en période d ’étiage
Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau
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
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
Enjeux de la démodulation
PRESENTATION DES
OUVRAGES DE
DEMODULATION
Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau
Présentation des ouvrages de
démodulation
Localisation du site
Hydrologie du site
La retenue
Le barrage et sa gestion actuelle
Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau
Localisation du site :
Palaminy
Saint-Vidian
Présentation des ouvrages de démodulation
Hydrologie du site :
Bassin versant à St-Vidian : 4425 km²
Débit moyen interannuel : 119 m3/s
Pente moyenne : 0,25%
Présentation des ouvrages de démodulation
La retenue :
îlot
Sédimentation
Caractéristiques biologiques
Présentation des ouvrages de démodulation
* Végétation
 zone verte du SDAGE
 ripisylve remarquable et presque ininterrompue
Présentation des ouvrages de démodulation
Piège à poissons de Carbonne
* Faune piscicole
 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
=> La retenue de Saint-Vidian ne constitue pas un lieu de
passage pour les migrateurs
Présentation des ouvrages de démodulation
* Faune terrestre
 gibier type du piémont pyrénéen
 oiseaux d’eau en eaux peu profondes de la queue de retenue
Présentation des ouvrages de démodulation
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
Présentation des ouvrages de démodulation
La retenue :
Sédimentation
Caractéristiques biologiques
Inventaire des usages
* exploitation hydroélectrique EDF
* tourisme
Présentation des ouvrages de démodulation
Commune de Boussens (queue de retenue)
* Hôtel du Lac
* Camping municipal du Lac
* Aménagements de berges
Présentation des ouvrages de démodulation
Barrage de Saint-Vidian
- Volume utile de la retenue : 860000 m3
- débit d’équipement : 130 m3/s
- débit réservé : 3 m3/s
- Puissance : 215 MW
Présentation des ouvrages de démodulation
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
Présentation des ouvrages de démodulation
La régulation
Garonne
Salat
Rétroaction sur le débit turbiné en
fonction de la cote de la retenue
Débit à
turbiner
Barrage
Présentation des ouvrages de démodulation
Maintien d ’une cote
« constante »
DEMODULATION PAR
LE BARRAGE DE
SAINT-VIDIAN
Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau
Création du maillage sous MATISSE
Démodulation par le barrage de Saint-Vidian
Création du maillage sous MATISSE
Entrée
Barrage
Démodulation par le barrage de Saint-Vidian
Canal
d ’amenée
Simulations effectuées sous TELEMAC
Démodulation par le barrage de Saint-Vidian
Simulation 1 : au fil de l'eau sans éclusées
Démodulation par le barrage de Saint-Vidian
Simulation 2 : Essai d’intumescences
Débit
Entrée
Sortie
temps
Démodulation par le barrage de Saint-Vidian
Simulation 3a : Débit amont en créneaux
Débit
Entrée
Sortie
temps
Démodulation par le barrage de Saint-Vidian
Simulation 3b : Débits amont et aval en créneaux
Débit
Entrée
Sortie
temps
Démodulation par le barrage de Saint-Vidian
DEMODULATION AVEC
LA CHAINE DES
TROIS BARRAGES DU
GROUPEMENT
Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau
But du programme
Proposer un programme de gestion permettant:
•D ’atténuer les variations de débit de
type éclusées
•De lisser les courbes de débits
Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau
Schéma des ouvrages de la Garonne moyenne
Valentine
Qamont
utilisé pour le programme Fortran
Qe1 V1 (V1min,V1max)
(T1 ;Apport1)
V2 (V2max,V2min)
Qs1
Qe2
(T2 ;Apport2)
Carbonne
Palaminy
Qs2
V3 (V3max,V3min)
Qe3
St Julien
(T3 ;Apport3)
Démodulation avec la chaîne des trois barrages du groupement
Qs3
Le programme Fortran
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
Démodulation avec la chaîne des trois barrages du groupement
Exemple sur le premier barrage
Qamont
V1(t)=V1(t-dt)+(Qe1-Qs1)*dt
Vérification de la
valeur de V1
Qe1(t)=Qamont(t-T1)+Apport1
Palaminy
1 5
Qs1(t)=  Qamont(t-i*dt)+Apport1
6 i 0
Démodulation avec la chaîne des trois barrages du groupement
Schéma des ouvrages de la Garonne moyenne
Qamont
V1
Qe1
utilisé pour le programme Fortran
(T1 ;Apport1)
V2
Qs1
Qe2
(T2 ;Apport2)
Carbonne
Palaminy
Qs2
V3
Qe3
St Julien
(T3 ;Apport3)
Démodulation avec la chaîne des trois barrages du groupement
Qs3
Résultats obtenus
Débit sortant
80
65
70
60
60
55
Débits en m3/s
Débits en m3/s
50
40
50
45
30
40
20
10
Débit entrant
Qamont
0
0
20000
40000
60000
80000
Temps en secondes
Débits à Palaminy
100000
120000
35
30
140000
0
20000
40000
60000
80000
100000
Temps en secondes
Débits à Carbonne
Démodulation avec la chaîne des trois barrages du groupement
120
Résultats obtenus
800000
1000000
900000
700000
800000
600000
700000
500000
Volume en m3
Volume en m3
600000
500000
400000
400000
300000
300000
200000
200000
100000
100000
0
0
0
20000
40000
60000
80000
100000
Temps en secondes
Variation du volume à Palaminy
120000
140000 0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
Temps en secondes
Variation du volume à Carbonne
Démodulation avec la chaîne des trois barrages du groupement
14
Conclusion
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
Démodulation avec la chaîne des trois barrages du groupement
TRANSPORT DE
SEDIMENTS
Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau
Transport de sédiments
Le processus
Etat des lieux
Influence des éclusées
Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau
3 zones
3 Phases
Production
Transfert
Dépôt
Le processus sédimentologique
Les conséquences
Modification de la morphologie du cours d ’eau
îlot
Le Plan d'Arem
Le processus sédimentologique
Apports
Dépôts
Garonne
Salat
Plan de la retenue de Saint Vidian
Etat des lieux
Zone envasée
Formation d’îlot
Etat des lieux
Approche au premier ordre
Calcul de la vitesse débitante
Calcul du temps de transit
Vdeb 
T
Q
250

 2,1m.s 1
S 2  60
L
2000

 950s.
Vdeb
2,1
Calcul de la hauteur de chute Hchute  Wc  T  4,54  950  4,5m
Etat des lieux
Influence des éclusées sur la sédimentation
Variation de vitesse
v 
10
 0,08 m.s 1
2  60
Variation de la hauteur de chute
2000
0H,08
2000
chute
T
 4s %
T 
 38
2
Hchute  42,5,138
 175mm (2,1H
) chute
0,08
Etat des lieux
Conclusion
La sédimentation : phénomène important à ne pas négliger
Faible importance des éclusées sur le processus
Influence sur l'écrêtement
Les aspects sédimentologiques
IMPACTS DE LA
DEMODULATION
Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau
La retenue
Impacts sur l'écosystème aquatique
- Apparition de « pièges à poissons »
- Nidification des oiseaux d’eau
- Déstabilisation des berges
Impacts visuels
Impacts de la démodulation
La Garonne à l'aval de l'ouvrage
- Retour à un débit naturel
- Efficacité du soutien d’étiage
La production d'EDF
Impacts de la démodulation
REDUCTION DES
EFFETS
Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau
Stabilisation du plan d’eau en queue de retenue
Queue de retenue
Seuil submersible
Barrage de Palaminy
Réduction des effets
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
Réduction des effets
Autres solutions envisageables
Désenvasement de l’amont de la retenue
Réalisation d’un piège à sable et à graviers
Plantation d’un masque végétal
Réduction des effets
CONCLUSION
- Bilan des impacts
- Aspects techniques
- Position d’EDF
- Aspects juridiques
- Suites à donner
Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau
Etude de la réduction des éclusées
sur l’axe Ariège-Garonne
L’Ariège
La Neste
Palaminy
Le Salat
La Pique
Plan d’Arem
Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau
« La Garonne…
Une brune au sang chaud, tout à la fois rieuse et coléreuse, impétueuse et paresseuse »
Gaston Bonheur