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La similitude des barrages mobiles - Expériences de F Usine de la Gentille
par M M . C. CAMICHEL, L. E S C A N D E et E . CRÀUSSE
D a n s nos recherches antérieures, nous avons étudié, à diverses reprises, la similitude des barrages-déversoirs f o n c t i o n n a n t avec ou sans c o n t r a c t i o n s latérales (1). Nous avons comparé, en p a r -
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ticulier, u n e série de modèles r e p r o d u i s a n t u n m ê m e ouvrage,[à différentes échelles, v a r i a n t de 1/300 à 1/10, e n t r e modèles e x t r ê m e s ; nous avons c o n s t a t é que la loi de similitude de Reech- F r o u d e s'applique, avec u n e a p p r o x i m a t i o n très g r a n d e , à la comparaison des débits qui s'écoulent sur les divers modèles, t a n t q u e l'échelle n ' e s t pas t r o p r é d u i t e ; nons avons également m o n t r é q u e les modèles très petits de barrages sans
contractions latérales fournissent, p o u r une charge donnée, des valeurs du débit r e l a t i v e m e n t t r o p faibles, p a r suite de l ' i m p o r t a n c e plus g r a n d e de la couche limite a u c o n t a c t du p a r e m e n t . Au contraire, dans le cas où il existe des contractions latérales notables, celles- ci s o n t d ' a u t a n t plus réduites q u e l'échelle est plus petite, de telle sorte que leur influence compense l a r g e m e n t l'effet de la couche limite et r e n d relative
m e n t t r o p fort le débit des t r è s p e t i t s modèles.
D a n s ces recherches antérieures, toutefois, nous n ' a v i o n s j a m a i s eu l'occasion d'effectuer u n e c o m p a r a i son directe e n t r e un ouvrage h y d r a u l i q u e i n d u triel e t ses modèles r é d u i t s ; de plus ,noûs n ' a v i o n s p a s é t u d i é le cas des barrages noyés, d o n t le débit est sous la dépendance du niveau aval.
Nous avons p u compléter nos recherches, par l'étude de ces d e u x points, en effectuant s i m u l t a n é m e n t des
mesures sur la p a s s e c e n t r a l e du b a r r a g e à v a n n e mobile de la Gentille, é t a b l i à S a i n t - G a u d e n s , sur la Garonne, par la Société des Forces Motrices du Comminges, (fig. 1) e t sur un modèle r é d u i t de cet ouvrage, à l'échelle 1/10, installé d a n s le canal d'essais d u l a b o r a t o i r e de Banlève.
N o u s a v o n s choisi cet ouvrage de la Gentille, m raison des conditions p a r t i c u l i è r e m e n t favorables qu'il présente p o u r l'exécution des essaie : en effet, dans les conditions de n o t r e expérience, n i v e a u a m o n t à la cote 345,53, n i v e a u a v a l à la cote 344,58, la cote du seuil é t a n t 343,85, le débit qui s'écoule e t q u e nous a v o n s m e s u r é en e x p l o r a n t ' u n e section droite avec des m o u l i n e t s , e s t égal à 46,53 m3/ s e c . Cette valeur du d é b i t correspond a u régime n o r m a l de la G a r o n n e dans la période actuelle en t e n a n t c o m p t e des débits dérivés de l'usine. L'expérience p e u t donc ê t r e effectuée en dehors d ' u n e période de crue, ce q u i é v i t e les inconvé
n i e n t s q u e p e u v e n t présenter, p o u r les appareils de mesure, les corps f l o t t a n t s ou les blocs entraînés par l'eau dans ces périodes. D e plus, la différence de n i v e a u e n t r e l ' a m o n t e t l'aval, est assez faible pour que les vitesses ne d é p a s s e n t guère les limites atteintes d a n s les opérations de t a r a g e des m o u l i n e t s ; enfin, l'existence d ' u n b a t a r d e a u susceptible d'effectuer, par c o m m a n d e électrique, des t r a n s l a t i o n s s u i v a n t une horizontale ou u n e verticale, d a n s le plan d ' u n e section d r o i t e , d o n n e t o u t e facilité p o u r l'exploration de celle-ci à l'aide des moulinets. Les fig. 2 e t 3 r e p r é s e n t e n t la passe étu
diée, sur le b a r r a g e réel e t sur le modèle r é d u i t , les photogra
phies é t a n t prises de l ' e x t r é m i t é a m o n t de la pile constituant la rive gauche kàe c e t t e passe. On r e t r o u v e sur le modèle réduit t o u t e s les g r a n d e s lignes c a r a c t é r i s a n t l'écoulement sur le bar-
Ci) C o m p t e s - r e n d u s , t. 180, 1925, p. 99 — 186, 1928, p . 28
— 187, №8, p. 766 — 18% 1929, p. 317 — 194, 1932, p. 807. F i g . 2
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LA HOUILLE BLANCHE
rage; contraction initiale, puis intumescence, enlin abaisse
ment d e l à surface libre vers le niveau a v a l ; une seule différente d'aspect se r e m a r q u e i m m é d i a t e m e n t , c'est l ' e n t r a î n e m e n t d'air créant dans l'ouvrage un déferlement superficiel qui n'existe pas d a n s le modèle ; c'est d'ailleurs là un phénomène tiès général dans les études sur les modèles réduits.
r e p r a t i q u e m e n t exacte dans la comparaison du barrage e t du modèle au 1/10.
N o u s avons également déterminé (cet élément nous é t a i t d'ailleurs nécessaire pour la mesure du débit du barrage), le profil en travers de la surface libre de l'eau, dans la section droite correspondant a u x mesures faites au moulinet, e t dans la section
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L'expérience de similitude a été réalisée de la manière suivante : nous avons fait passer i à t r a v e r s le modèle réduit, le débit h o m o logue de celui de 46,53 m3/ s e c . m e s u r é à la Gentille, soit 147,3 1 /sec.
et nous avons réglé le plan d ' e a u à l ' a v a l d u modèle, à u n e cote correspondant à u n e profondeur homologue de celle qui existait à l'aval du b a r r a g e réel ; n o u s a v o n s alors m e s u r é la cote du plan
homologue du modèle ; la fig. 4 m o n t r e la différence très n e t t e e n t r e ces deux profils ; conformément à ce qui est indiqué plus h a u t , l a contraction latérale est b e a u c o u p plus forte d a n s le b a r r a g e q u e dans le modèle, la valeur de la section mouillée n ' é t a n t d'ailleurs pas sensiblement modifiée ; la forme du profil en t r a v e r s accuse donc des divergences notables vis à vis de la similitude.
à 6, SO nrt.
B«arr»c^e de /«s <3&ntllle modèle réduit.
Fig. 4
d'eau en a m o n t du modèle et c o n s t a t é que celle-ci correspondait à une h a u t e u r a u dessus d u seuil de 16,75 cm. ; le chiffre corres
pondant, r é s u l t a n t de l a cote d u p l a n d'eau en a m o n t du barrage réel, ramené à l'échelle d u modèle, est de 16,8 cm., d'après les cotes données ci-dessus p o u r le niveau a m o n t et pour le seuil ; la concordance est donc excellente et l'on voit que la similitude des débits, sous des charges homologues, est vérifiée d'une maniè-
On voit donc que ces expériences, v e n a n t achever la série d'ét;udes que nous avons entreprises sur la similitude de l'écou
l e m e n t dans les barrages, si elles soulignent la divergence déjà indiquée de la forme des profils en t r a v e r s dans le cas de con
t r a c t i o n s latérales, p e r m e t t e n t de conclure d ' u n e m a n i è r e défi
nitive à l ' e x a c t i t u d e de la d é t e r m i n a t i o n globale du débit de ces ouvrages par des études sur modèles r é d u i t s .
