Diamètre des pontons

Dans ce type de structure, le rôle des pontons est plus de servir de « flotteur » au filet que d’arrêter le train de glace directement. Il était toutefois intéressant de voir si la grosseur des pontons pouvait quand même influencer les forces enregistrées par les piliers. Cette analyse fut réalisée en comparant le test 06 (pontons de 1,5 m) avec les tests 08 et 09 (pontons de 1,3 m). Le test 08 a été arrêté à un débit de 250 m3_{/s. En effet, à ce débit le câble de section s’est détaché de}

son ancrage ce qui a entraîné la rupture de l’embâcle. Le test 09 reprit la même simulation. Malheureusement, les données de débit de ce test n’ont pas été correctement sauvegardées. En se fiant aux indications données sur les enregistrements vidéo, il a toutefois été possible de savoir que l’estacade a laissé passer les glaces lorsque le débit a été augmenté à 400 m3_{/s. Cette valeur est}

comparable à celles obtenues avec des pontons plus gros. Une reconstitution du test 09 à partir des débits enregistrés sur les caméras vidéo et des forces perçues par les ponts de jauges montre un écart dans la différence des forces axiales avec des pontons plus gros (de l’ordre de 10 à 15%). Cette différence dans les forces ne s’observe toutefois pas lorsque la comparaison est reprise dans les tests sur les pentes plus fortes.

4.8.2.4 Influence de la présence d’un seuil

La création d’un plan d’eau dans le bief d’amont y favorise l’épaississement et l’extension d’un couvert de glace solide et contribue à l’arrêt de la débâcle. Afin de vérifier si la création d’un plan d’eau changeait également le rapport des forces reprises par les piliers d’ancrage, les tests 10 (sans seuil) et 12 (avec seuil) furent comparés. Pour le test 12, un seuil de 3,8 m a été recréé (l’équivalent sur le prototype de la hauteur de la plaine inondable). Un seuil d’une telle hauteur serait probablement plus haut que ce qui pourrait être envisageable sur la rivière Montmorency sur le plan environnemental. Il fut décidé de tester une structure à un tel extrême afin de discerner facilement (contraster) un changement de comportement éventuel lors de l’analyse.

Malgré cette situation de seuil « extrême », les forces enregistrées en fonction du débit ne semblent pas être affectées par sa présence. Les forces axiales autant que transversales sont similaires d’un test à l’autre. Le test 10 (sans seuil) a formé des embâcles à des débits supérieurs au test 12 (avec seuil). Il faut toutefois se méfier de ce résultat. Un embâcle s’est formé à un débit de 351 m³/s dans le cas du test avec seuil. Il est resté stable pendant plusieurs minutes. Les données des piézomètres commencèrent même à être prises, signe que les forces dans l’embâcle étaient stables. De forts écoulements à travers l’embâcle apparurent alors du côté droit de l’embâcle. Ces écoulements finirent une minute plus tard par déstabiliser complètement l’embâcle. La question des écoulements dans le massif de glace sera plus attentivement abordée à la section 4.6.4. Il s’agit probablement donc d’un concours d’événements fortuits qui a entraîné la rupture de l’embâcle à un débit moindre plutôt que la présence du seuil.

4.8.2.5 Analyse des forces en fonction des hauteurs d’eau

Lors de la conception d’une structure il est important de savoir quelles forces s’appliqueront sur celle-ci. La méthodologie de calcul des forces a été expliquée à la section 4.4.1.3, page 93.

La question qui se pose ici est de savoir où les lectures de niveaux d’eau nécessaires au calcul des forces doivent être prises. Lors de la conception du réseau de piézomètres, il n’a pas été tenu compte de la forme qu’aurait le dispositif de contrôle. Plusieurs piézomètres furent donc installés en amont des piliers d’ancrage, mais peu en aval. La Figure 100 montre les différents rapports obtenus entre les forces mesurées sur les piliers et les forces théoriques calculées à partir des hauteurs d’eau mesurés sur les piézomètres en fonction de la distance à la structure (les piliers jaugés sont situés à x = 0).

Figure 100 : Courbes pour différents débits du rapport Fmesu/Fthéo en fonction

de la distance à l’estacade en unités de prototype

Chaque courbe de ce graphique représente un débit différent. La courbe en noir (avec des cercles) représente la valeur moyenne pour chaque distance, tous débits confondus. Il est à noter que plus la distance du calcul se rapproche de la structure et plus la force se rapproche de la force hydrostatique (rapport = 1). Il en sera plus longuement question plus loin. Il est également observé que plus le débit est élevé, plus la courbe du rapport Fmesu/Fthéo est élevée. Ceci est dû au fait que

plus les débits sont élevés plus les niveaux d’eau le sont aussi. L’influence proportionnelle de la force de l’eau augmente alors en comparaison de celle de la glace. Le rapport se rapproche alors de la valeur hydrostatique. Il est possible de dire, à partir de ce graphique, qu’en moyenne 40% à 50% de la force engendrée par la hauteur de la colonne d’eau au début de la section d’équilibre est observé à la structure. Cette observation est intéressante car il est beaucoup plus facile, dans la réalité, de connaître le niveau d’eau dans la section d’équilibre que dans la section de transition

aval. Les données prises à environ 75 m de la structure (la ligne noire verticale) sont reprises et retravaillées à la Figure 101. Ce graphique illustre la relation qui existe entre le rapport des forces et le débit au début de la section d’équilibre de l’embâcle.

Figure 101 : Rapport de Fmesu/Fthéo en fonction du débit pris au début

de la section d'équilibre de l'embâcle

La moyenne des rapports forces mesurées/forces théoriques pour chaque débit après le débit initial pour les tests effectués est de 1,06 au piézomètre situé le plus près de l’estacade-filet. Il est donc possible de dire que, localement du moins, les forces près de la structure sont hydrostatiques. Les tests 4, 9 et 11 n’ont pas été pris en compte dans ce calcul pour les raisons données au début de la section 4.8.2.