Évaluation du risque d’affouillement à l’aval des barrages de la Sambre équipés de centrales hydroélectriques

(fre) De plus en plus de barrages sur la Sambre sont équipés de centrales hydroélectriques. L'installation et l'entretien de ces centrales requièrent de fermer temporairement un des pertuis de ces barrages. En cas de débits importants, le fait qu'un seul pertuis est ouvert au lieu de deux en période normale peut provoquer une érosion critique à l'aval des barrages. Cela a été le cas en 2010-11 à l'aval du barrage de Marcinelle (Hainaut, Belgique) où un important affouillement a mis en péril la stabilité d'ouvrages d'art. Cette étude se propose d'étudier ce phénomène d'érosion de 2 manières complémentaires : par modélisation expérimentale sur modèle réduit et par modélisation numérique. L'étude sur modèle réduit est menée au Laboratoire des Recherches Hydrauliques du Service Public de Wallonie et permet de simuler l'écoulement du barrage de Marcinelle à l'échelle 1/50. Le modèle numérique réalisé sur TELEMAC2D/Sisyphe permet une plus grande variabilité de configurations possibles et pourrait généraliser l'étude à d'autres cas similaires. La démarche suivie est de tenter de valider le modèle développé numériquement à l'aide des résultats expérimentaux. Une étude de la vitesse de l'écoulement ainsi que de l'évolution de l'érosion sera développée dans ce rapport.

(eng) More and more dams on the Sambre are equipped with hydroelectric plants. The installation and maintenance of these plants requires the temporary closure of one of the sluices of these dams. In the case of large flows, the fact that only one sluice is open instead of two during a normal period can cause critical erosion downstream of the dams. This was the case in 2010-11 downstream of the Marcinelle dam (Hainaut, Belgium) where a major scouring has caused damages to structures. This study proposes to study this phenomenon of erosion in 2 complementary ways: by experimental modeling on a reduced model and by numerical modeling. The reduced model study is conducted at the Laboratoire des Recherches Hydrauliques of the Service Public de Wallonie and allows to simulate the flow of the Marcinelle dam on a scale of 1:50. The numerical model developed on TELEMAC2D / Sisyphe allows a greater variability of possible configurations and could generalize the study to other similar cases. The approach followed is to try to validate the model developed numerically using experimental results. A study of the flow velocity as well as the evolution of erosion will be developed in this report.