ABSTRACT
Les évacuateurs de crue en touche de piano (PKW) sont une innovation qui s’est développée très rapidement ces dernières années bien que le monde des barrages soit habitué à des long temps de développements de projets. Le premier PKW construit sur la crête étroite d’un barrage en béton a été réalisé en 2008 au barrage de Saint-Marc en France.
268En 2017, environ 30 PKW ont été construits ou sont en cours de développement dans le monde (https://www.pk-weirs.ulg.ac.be/?q=content/world-register-pkw). Des PKW ont été construits sur les 5 continents. Parmi ceux-ci, plus de 12 ont été réalisés en France.
Les PKW sont basés sur le concept traditionnel des seuils labyrinthes consistant à augmenter la longueur déversante de l’évacuateur en « pliant » la crête de l’évacuateur en de nombreux créneaux. Le concept PKW apporte la réponse au principal défaut des seuils labyrinthes traditionnels. Ils peuvent être installés sur la crête étroite de la plupart des barrages béton existants de type poids ou voûte par le biais d’une faible emprise de fondation.
Le concept original du PKW a été développé par Lemperiere et Ouamane [1] après plusieurs années de réflexion et de développement basés sur de nombreux essais sur modèle physique réalisés principalement à l’université de Biskra (Algérie), ainsi qu’en partie au laboratoire hydraulique d’EDF à Chatou.
Les PKW ont également trois qualités essentielles:
Une grande débitance spécifique qui permet d’augmenter significativement la débitance globale des barrages.
Les PKW sont des seuils libres. Ainsi leur fiabilité est excellente car ils opèrent sans composant électromécanique et sans présence humaine, qui pourraient défaillir. Ils n’ton pas besoin de source d’énergie ou de contrôle à distance. Enfin, ils ne requièrent que peu de maintenance.
Les PKW ont des caractéristiques géométriques très simples. Fondamentalement il ne s’agit que de triangles et rectangles à coffrer.
En résumé, les PKW sont une solution économique pour les projets de barrages neufs ou les projets de réhabilitation de barrage existant. Cette innovation est une réponse économique aux enjeux croissants de sécurité des barrages.
La débitance spécifique des PKW est flexible de 5 à 100 m3/s/Sml selon la charge hydraulique et les dimensions du PKW. Elle peut dépasser 30 m3/s/ml pour 3 m de charge.
Le concept des PKW est adapté à la fois pour les barrages neufs et les projets de réhabilitation. La combinaison « PKW + vannes » a démontré de nombreux avantages en optimisant le coût et la fiabilité et d’autres sujétions tels que le contrôle du niveau du réservoir ou le passage des sédiments.
En parallèle de développement rapides d’ingénierie, plusieurs actions de recherche ont été menées en parallèle et en coopération avec différentes institutions dans différents pays (Algérie, France, Suisse, Belgique, USA, Inde, Vietnam..). De nombreuses innovations ont été apportées tant d’un point de vue hydraulique, que structurale ou de méthodes de construction.
269Enfin, le concept innovant des PKW fractal s’avère prometteur pour un fonctionnement d’évacuateurs à faible charge et divers applications hydrauliques tels que le contrôle du niveau des canaux et réservoirs de barrage.
In parallel to this quick engineering development, many research actions have been carried out in cooperation with various universities and institutions in various countries (France, Switzerland, Belgium, Algeria, India, Vietnam, USA etc.). Innovation features were developed and includes hydraulic, structural and economical construction features (cost, delay, project management). The innovative PKW fractal concept is very promising for low head spillways and miscellaneous hydraulic application such as the control of reservoir and channels levels.
