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Ecoulements à l'aval d'une vanne - suite de régimes fluvial - torrentiel - vannage de la Ria de Pornic

De Wikibardig
Version du 27 avril 2015 à 09:16 par Natacha Roger (discuter | contributions)

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Sommaire

Fiche d'identité

Écoulement succession d'écoulements fluvial-turbulent
Ouvrage Vannes levantes
Localisation Pornic : ouvrage de liaison entre la ria et le port
Date 15 mars 2011

Documents visuels

Figure 1 : vue des 2 pertuis
Figure 2 : vue du vannage de l'amont
Figure 3 : vue du pertuis à partir de l'aval
Figure 4 : vue de l'écoulement aval en lame mince

WIKHYDRO - écoulements au droit du vannage de... par Wikhydro

Explication de la physique des phénomènes

Le vannage de Pornic constitue l'ouvrage d'évacuation des eaux de la ria de Pornic (canal de Haute-Perche) dans le port. La gestion hydraulique de cet ouvrage pour objectifs :

  • l'évacuation des eaux en période d'inondation
  • la limitation des pénétrations d'eau salée
  • le maintien d'un niveau minimal l'été

Cet ouvrage est composé de deux pertuis qui comportent chacun deux vannes levantes (figure 1). Les figures 2, 3 et 4 montrent le pertuis rive droite, sur lequel nous allons nous focaliser. Dans les conditions qui prévalaient au moment de la prise de vues, le canal de Haute-Perche était assez rempli, consécutivement à de fortes pluies qui s'étaient abattues sur son bassin versant. Par ailleurs la marée était basse en aval. Ces conditions bien particulières créent une succession de 6 zones caractérisées par un écoulement spécifique qui peuvent être visualisées sur les photographies ci-dessus.

texte descriptif

Nous allons balayer ces zones de l'amont vers l'aval,

  • zone 1 : l'écoulement amont est de type fluvial. Il est perturbé sur sa partie gauche contre la pile centrale de l'ouvrage de 2 pertuis sur laquelle est installée une échelle limnimétrique. Il est par contre très perturbé dans sa partie centrale à l'entrée de l'écoulement sous les deux vannes du pertuis qui nous intéresse ;
  • zone 2 : cette zone est visible par l'amont sur la figure 2 de gauche et par l'aval sur l'image 3 du centre. Le remous est provoqué par la pile centrale et par les murs latéraux (à l'entrée des deux vannes) qui créent un exhaussement du plan d'eau vers l'amont. C'est la zone de transition entre l'écoulement fluvial amont et l'écoulement torrentiel à l'aval ;
  • zone 3 : elle est caractérisée par un écoulement très turbulent, dû à la pente élevée à l'aval de la vanne. On perçoit également une forme en V de l'écoulement qui résulte de l'influence des parois latérales ;
  • zone 4 : cette zone est caractérisée par une restriction du gabarit dû à un muret de béton qui a pour fonction de protéger les bateaux lorsqu'ils sont en cours d'entretien sur les cales situées à gauche de l'image (séries de barres en béton). Cette brusque restriction de surface d'écoulement produit un changement de régime hydraulique, qui passe en écoulement fluvial ;
  • zone 5 : à l'aval de la contraction de la veine liquide, l'écoulement encore encadré par le muret et le bord de l'ouvrage de vannage est libéré et repasse en écoulement torrentiel avec des vitesses élevées et un profil en long de l'écoulement qui abaisse rapidement l'épaisseur d'eau ;
  • zone 6 : l'écoulement est complètement ouvert et s'écoule en lame homogène à vitesse rapide avec une chute à son extrémité, qui correspond à un écoulement torrentiel. La vitesse est fonction de la pente de la plate-forme lisse sur laquelle se développe l'écoulement.

Le schéma suivant illustre le profil en long ainsi que les différents régimes que l'on trouve de l'amont vers l'aval.

La vannage de Pornic : historique

L'ouvrage décrit ci-dessus est situé à Pornic, commune littorale située en Loire Atlantique à l'aval rive gauche de l'estuaire de la Loire et à l'est de la presqu'île de Noirmoutier.

CartePornic.jpg Photo Pornic.JPG

La ria de Pornic constitue l’exutoire du canal de Haute-Perche. Ce dernier prend sa source en amont du village de Haute-Perche. Son parcours est orienté Est-Ouest jusqu'à l'océan[1]. La longueur du cours d'eau est d’environ 13 kilomètres pour un bassin versant drainé de 40 km². Il traverse les communes d'Arthon-en-Retz, de Chauve et de Pornic. Au droit de la ria, le canal coule à une altitude variant de 1 à 2 m. La largeur de la vallée varie entre 200 et 250 m. Les coteaux ont des pentes assez fortes de 10% et s'élèvent jusqu'à 25 m environ. Le fond de vallée est inondable et constitue partiellement une zone d'expansion des crues. Ce cours d'eau est géré par 2 ouvrages :

Écluse du 8 mai (Pornic)

L'ouvrage du 8 mai est constitué d'une écluse de 4 vannes de 1,8 m de large sur 1,8 m de haut. Cet ouvrage date de 1856 et a été automatisé en 1987. Cet automate est asservi à la marée et aux cotes d'eau du marais de Haute-Perche ; le niveau bas du vannage est arasé à la cote -0,65m IGN69 et le niveau supérieur de l'ouvrage se situe à la cote de 3,65 m IGN69. Les vannes sont motorisées et actionnées en fonction des niveaux d'eau enregistrés à l'amont et à l'aval. Le dispositif est équipé d'une buse de diamètre 60 mm pour favoriser le passage des civelles

Le barrage de Boismain (non représenté ici)

Cet ouvrage est situé au droit de la station d'épuration de Pornic. Il est constitué de trois vannes de 3m de large et de 2,1 m de haut. Les vannes sont équipées de clapets calés à la cote 1,2 m IGN69. Le niveau bas est arasé à la cote de -0,27 m IGN69. Ceci représente donc une dénivelée de 1,47 m entre l'amont et l'aval de l'ouvrage.

Les deux ouvrages sont gérés par la générale des eaux pour le compte de la ville de Pornic.

Gestion hydraulique du vannage de Pornic :

  • OUVERT : en période de crue du canal de Haute-Perche, lorsque le niveau d'eau dans le canal, en amont de l'ouvrage est supérieur à 0,90 m (IGN69) et lorque le niveau de la mer en aval de l'ouvrage permet une vidange, soit environ 6h par 24h
  • FERME : lorsque le niveau d'eau dans le canal de Haute-Perche, en amont de l'ouvrage est inférieur ou égal à 0,90 m (IGN69)

En période d'étiage, le niveau d'eau peut-être maintenu à la cote minimale de 0,50m (IGN69), par introduction d'eau de mer, sous réserve que les vannes de l'ouvrage de Boismain , situées en amont, soient simultanément fermées afin de ne pas provoquer de remontée d'eau en amont de cet ouvrage. Le contrôle des deux ouvrages est effectué par le Service Maritime et de Navigation de Nantes.

A titre indicatif, les débits de référence du canal de Haute-Perche ont été estimés par SOGREAH à partir du débit du Falleron par analogie (formule de Meyer) :

  • Q6 = 46 m3/s
  • Q10 = 55 m3/s
  • Q20 = 64 m3/s

Conclusion

Le vannage de Pornic relie le canal de Haute-Perche qui dans sa partie aval prend le nom de Ria de Pornic, au port de Pornic. Le canal de Haute-Perche réagit aux événement hydrologiques qui se développent dans son bassin versant et le port aux conditions océaniques, plus particulièrement la fluctuation de niveaux dues à la marée et aux surcotes marines.

Cet ouvrage a donc une fonction essentielle dans la gestion des eaux, devant permettre l'évacuation des eaux de crues dans le port, la limitation de la remontée de l'eau salée dans le canal de Haute-Perche et le maintien d'un niveau minimal dans le canal en période de sécheresse. L'analyse des conditions d'écoulement à l'aval du système de vannage le jour de la prise de vue met en évidence une succession de régimes hydrauliques qui passent successivement du fluvial au torrentiel et inversement.

Cet exemple est très révélateur des écoulements complexes qui ont lieu en nature et permet d'illustrer leur développement.

Bibliographie

  1. Etude SOGREAH Consultants - aménagement dela Ria de Pornic - Etude d'impact - n°3-10-0142 décembre 2005


Le créateur de cet article est Jean-Michel Tanguy
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