Débitance de vanne segment appliquée au barrage Vaugris

La problématique : calcul de débitance d’une vanne segment

Le rôle fondamental de l’évacuateur de crue est de permettre la maîtrise des crues en maintenant la cote du barrage sous sa limite de stabilité lors de ces épisodes. Sa principale fonction est donc d’assurer la sécurité de l’ouvrage. Le dimensionnement des évacuateurs de crue des barrages intègre des coefficients de sécurité de sorte que le débit lors d’une crue est largement évacué. Cependant, d’autres raisons nécessitent de connaître la débitance de ces organes avec la plus grande justesse :

• La première est la législation qui impose un débit réservé sur les cours d’eau naturel afin de maintenir la faune, la flore et les usages agricoles.
• La deuxième est l’enjeu économique pour l’exploitant car ce qui est déversé par les évacuateurs de crue n’est pas turbiné et représente donc un manque à gagner.

Dans l’optique de la meilleure prédiction possible, les exploitants ont recours à des modèles physiques. Cependant, ces modèles sont construits à des échelles qui ne permettent pas toujours d’appréhender tous les phénomènes.

Notre solution pour déterminer le débit évacué d’une vanne segment

Dans ce cadre, la simulation numérique aide à mieux comprendre ces phénomènes. Une première étape de recalage des résultats et de confrontation aux résultats des modèles physiques ou des données expérimentales permet de valider le modèle numérique, puis une seconde étape de simulation sur modèle numérique à l’échelle réelle permet de simuler l’ouvrage dans ses conditions d’exploitation et sans introduire de biais de similitude. De manière générale, la modélisation CFD permet le calcul de lois de débitance pour les différents organes de sécurité d’un barrage : vannes segments, volets et clapets, déversoirs à seuil labyrinthe, circulaire ou en touches de piano…

La modélisation de la débitance d’un barrage constitue l’un des principaux secteurs de l’activité d’OptiFluides. Dans l’exemple donné ici, l’étude hydraulique a pour objectif le calcul du débit évacué avec vanne ouverte ou fermée par modélisation CFD de la structure.

Ces résultats ont fait l’objet d’une publication lors d’un colloque du Comité Français des Barrages et des Réservoirs.