ABSTRACT
Le transport de sédiments vers les réservoirs a été sous-estimé dans le passé, pendant le dimensionnement des barrages. Par conséquent, à présent, la sédimentation des réservoirs menace la durabilité des barrages. De plus, 103l’obstruction des rivières réduit leur capacité de transport de sédiments et cause l’altération de leur morphologie et écosystème. Le taux de sédimentation augmentera dans le futur dû au changement climatique. Les courants de turbidité représentent un des processus principaux du transport de sédiments dans les réservoirs longs et étroits. Ils sont capables de transporter des sédiments en suspension depuis le point de plongée près de la région du delta jusqu’au barrage. Ainsi, le transit des courants de turbidité à travers les vidanges de fond est une solution attirante pour réduire la sédimentation des réservoirs.
La technique d’évacuation des courants de turbidité a été étudiée expérimentalement et numériquement dans un canal de 8.55 m de long et 0.27 m de large. Des paramètres dominants ont été étudiés tels que le débit de sortie de la vidange de fond, le timing de l’ouverture des vannes, la durée de l’opération, la pente du fond du réservoir, ainsi que les dimensions et la position de la vidange. L’efficacité de l’opération correspondant à la quantité de sédiments évacués par l’eau du réservoir a été évaluée à travers des tests systématiques.
L’efficacité de l’évacuation des courants de turbidité augmente avec l’augmentation de la pente vu que le courant est moins réfléchi au barrage. Par conséquent, le transit des courants de turbidité doit avoir lieu dès le début de l’exploitation du barrage afin de garder libre de sédiments un cône en amont des vidanges et par conséquent d’assurer la pente la plus raide possible auprès du barrage.
L’effet du degré d’évacuation -défini par le rapport entre le débit de sortie et celui du courant de turbidité- sur l’efficacité de l’évacuation a été systématiquement étudié. Lorsque le courant atteint la vidange de fond sur un lit horizontal de la configuration expérimentale, un degré d’évacuation d’environ 100% mène aux plus grandes valeurs d’efficacité. Pour des pentes plus élevées (i.e., 2.4% et 5.0%), l’efficacité optimale est obtenue avec un degré d’évacuation d’environ 135%.
L’évacuation des courants de turbidité est la plus efficace lorsqu’elle est synchronisée avec l’arrivée du courant au barrage. Pour ce, une station de mesure doit être placée à environ 300 m en amont de la vidange de fond afin de mesurer des paramètres tels que la vitesse indiquant l’arrivée du courant. En outre, le transit des sédiments doit durer tant qu’il y a un afflux de sédiments dans le réservoir et doit être maintenu pendant une durée minimale qui dépend de la concentration en sédiments du courant évacué. En prototype, l’opération de vidange peut être arrêtée lorsque le nuage de sédiments en suspension formé en amont du barrage a été évacué et que le débit sortant est de nouveau clair. Cela permet également de nettoyer la rivière à l’aval des sédiments fins déposés le long de l’opération.
Afin d’optimiser l’efficacité du transit des courants de turbidité et de minimiser le volume ‘’mort’’, la vidange de fond doit être placée au niveau 104le plus bas possible. La hauteur et la largeur de l’entrée de la structure de vidange doivent être choisies de façon à ce que le cône d’aspiration dans le réservoir ait comme limite les dimensions du corps du courant de turbidité. Dans le but de garder les dimensions des vidanges de fond raisonnables, plusieurs vidanges peuvent être envisagées afin d’assurer un cône d’aspiration suffisamment grand.
