Dérivation hydraulique

“ En comptant 1/4 de déperdition de
cette force, pour résistances dans le jeu des appareils, et pour le frottement du liquide contre les parois des tuyaux , sur une longueur d'au moins 1,500 mètres (de l'usine hydraulique à un point ci-après désigné, sur la colline au nord de Lyon) , principalement dans les nombreux contours et les coudes qui existeraient sur une aussi grande étendue, on voit que la !
force effective nécessaire serait celle de 61 chevaux, pour laquelle il est prudent d'avoir deux machines à vapeur, au lieu d'une.
afin d'éviter l'interruption complète du service. ”

“ L’architecture hydraulique traite encore de tout ce qui sert à retenir la force de l’eau, pour empêcher qu’elle ne cause du dégât : de tout ce qui peut favoriser son cours naturel, comme lorsqu’on travaille à rendre les rivières navigables ”

“ L’importance du captage de la puissance des cours d’eau n’est donc plus à démontrer. Cependant une objection a été formulée : si l’on capte trop de puissance hydraulique, il sera impossible d’en trouver l’emploi. Il est exact qu’il y a eu des crises de surproduction de la houille blanche. ”

“ On ne saurait s'arrêter sérieusement à l'objection plusieurs fois invoquée du chômage forcé des machines hydrauliques, par submersion pendant les crues. Quel que soit le système de l'appareil hydraulique adopté, soit des roues verticales, soit des turbines, ces engins ne peuvent-ils pas fonctionner sur des plans variables et mobiles, de manière à correspondre aux oscillations variables elles-mêmes du plan d'eau, et échapper ainsi aux alternatives de chômage par submersion ?
Nous laissons aux ingénieurs le soin de calculer avec précision la valeur des forces que nous leur indiquons. ”

“ On peut distinguer deux espèces de réservoirs : ceux dont la ligne d'eau est au-dessous du niveau du terrain, et ceux où elle est au-dessus.
La première espèce est, sans contredit, la plus économique. Lorsqu'on veut se contenter d'un réservoir découvert, on déblaye le terrain consacré au réservoir et l'on recouvre le fond et les parois d'une maçonnerie hydraulique pour empêcher la végétation et les filtrations, et pour faciliter l'opération du nettoiement. ”

“ Le but de toute irrigation. artificielle est d'amener l'eau à la surface ; pour cela , il faut la dériver de son cours pour la conduire sur les fonds à arroser. La dérivation peut être simple ou avec barrage ; la dérivation simple est un canal auquel on doit donner moins de pente qu'au cours d'eau, puisque ce n'est qu'en raison de la différence de sa pente et de celle du cours d'eau que l'eau peut arriver à la surface. Sur les grands cours d'eau, les dérivations sans barrage sont à peu prés , sans l'emploi des machines , le seul moyen de faire arriver l'eau à la surface. ”

“ Dans leurs grandes et riches cités, traversées souvent par les fleuves les plus abondants, on ne les voit jamais fonder le service hydraulique sur des dérivations prises en amont de ces fleuves placés sous leurs mains, mais bien sur l'emploi de sources fraîches et pures, conduites de loin au moyen de ces aqueducs immenses et coûteux que le temps a respectés. ”

“ Le mur du déversoir est entièrement construit en maçonnerie ordinaire avec chaux hydraulique. Quant au canal de décharge, il a été creusé au niveau du rocher par la crue qui a emporté le premier déversoir. On l'a conservé en le limitant du côté du barrage par une digue en terre revêtue d'un perré en maçonnerie hydraulique solidement fondé sur le rocher. Le perré du canal de décharge a une longueur de 240 mètres ; la digue en terre se termine à la rencontre du lit naturel de l'Habra par un musoir perreyé. ”

“ Il faut seulement se rappeler que les crues et décrues déterminent, dans les nappes sur fond incliné, un déplacement horizontal du faite qui est négligeable dans les circonstances ordinaires de la pratique à l'égard de la source du versant, mais qui ne serait pas négligeable à l'égard d'une source du contreversant, si la pente hydraulique de la nappe était grande. ”

“ Pour un abaissement de 1 mètre, le bénéfice de débit croît assez lentement avec le coefficient K. Quand la pente hydraulique augmente, ce même bénéfice de débit diminue si c'est la source de versant qui est abaissée. Il augmente si c'est la source de contreversant. ”

“ On pourrait construire des fossés assez profonds pour amener l'eau de mer assez en avant dans la plaine, où une machine hydraulique l'élèverait au moyen de pompes aspirantes et foulantes dans des canaux qui la dispenseraient sur toute la partie inférieure du terrain, où elle serait concurremment employée avec l'eau de ruisseau, de rivière et de source. ”

“ Dans un pays tel que la France, où le charbon est rare et cher, où il était encore, il y a quelques années, plus rare et plus cher qu’il ne l’est aujourd’hui, la force hydraulique est précieuse, tout le monde le sent : or, les grands cours d’eau qui appartiennent à l’état étant négligés par lui, n’étant ni canalisés ni réglés, et n’offrant par conséquent aucune force disponible, il était inévitable que nos industriels allassent, en désespoir de cause, chercher cette force où ils la trouvaient, sur des ruisseaux. ”

“ Lorsque les bords ne sont pas très-élevés, on est aussi souvent dans le cas d’éprouver de l’opposition de la part des propriétaires riverains supérieurs, dont les terrains pourraient souffrir de l’exhaussement et du refoulement de l’eau. Dans cette circonstance, on serait obligé de construire des digues le long du cours d’eau.
Si ces moyens étaient impraticables ou insuffisans pour exhausser assez le niveau de l’eau, il n’y aurait d’autres expédiens que de faire usage d’une machine hydraulique. ”

“ Par travaux de drainage mécanique ou hydraulique on doit seulement comprendre ceux qu'on exécute dans le but d'assainir et de défricher les terrains au moyen soit de canaux pour l'écoulement des eaux, soit d'égouts, soit de remblais. ”

“ En outre, il se perd en route une quantité considérable d’énergie, qui ne profite à personne.
Enfin, pour les fleuves en général, et pour le Rhône en particulier, il y a un argument puissant en faveur de l’utilisation de la puissance hydraulique à proximité de son captage. Les usines placées près du fleuve aménagé auront leur voie navigable et leur gare d’eau à leur portée immédiate, de telle sorte que, les travaux de captage de la puissance hydraulique ayant permis l’aménagement de la navigation, la navigation, de son côté, facilitera l’emploi de cette puissance. ”

“ Cette concavité, qui devient ainsi le signe d'une sorte de régularité dans le travail du torrent, résulte de ce qu'en hydraulique on nomme le triage des matériaux.
Dans le cas d'une crue ordinaire, les matériaux entraînés marchent indépendants les uns des autres et s'arrêtent successivement aussitôt que leur résistance devient supérieure à la force d'entraînement ; les plus gros blocs s'arrêtent les premiers, puis les galets, les graviers, enfin les sables plus ou moins terreux, ce qui détermine la concavité de la courbe 1. ”

“ Dans les zones imperméables, au contraire, le courant souterrain ne pourra plus rien débiter, ou ne pourra débiter qu'un très petit volume; les eaux reflueront dans le cours d'eau dont le débit augmentera. ”

“ Un peut, jusqu'à un certain point, remédier à cet état de choses en établissant en travers du canal principal des barrages qui en relèvent le plan d'eau et augmentent par suite l'étendue de la surface dominée. Mais ce n'est là qu'une mesure peu efficace ; le relèvement possible est toujours très limité, de sorte qu'on n'arrive, de cette manière, à assurer les bénéfices de l'arrosage qu'à des surfaces restreintes.
Si la nécessité d'étendre l'irrigation à des parties trop élevées pour être desservies directement se fait impérieusement sentir, on est conduit à élever l'eau au moyen de machines. ”

“ Le débit augmentant avec la pente longitudinale, plus celle-ci est grande, plus la seclion qui correspond à un volume donné est faible et plus le cube des terrassements est réduit. Mais la valeur admissible est limitée par la nécessité déviter un abaissement trop rapide du plan d'eau, lequel doit dominer le périmètre arrosable. De plus, la vitesse augmente aussi avec la pente, et elle doit rester assez faible si l'on veut éviter les corrosions des berges.
Quand le canal est creusé à travers des rochers très durs, les conditions ne sont plus les mêmes. ”

“ Lorsqu'on peut disposer de l'eau à un niveau plus haut que celui des terres, il est facile de la diriger, sous l'action de la pesanteur et par un système de canaux et de rigoles, sur tous les points qui doivent être soumis à l'irrigation. Mais très souvent la nappe aquifère est souterraine ou située à un niveau inférieur, il devient alors impossible d'obtenir une dérivation naturelle et il faut nécessairement recourir aux machines les plus économiques pour élever l'eau à la hauteur voulue. ”

“ Avec un tel profil, lorsque le réservoir est vide, la résultante des pressions passe par l'extrémité amont du tiers médian ; lorsqu'il est plein, elle passe par l'extrémité aval du meme tiers ; il ne peut donc y avoir de tensions.
L'auteur a établi que les efforts dans les sections obliques sont très peu supérieurs à ceux des sections horizontales. D'après lui, l'effort de glissement ne peut se produire, la poussée de l'eau n'étant pas suffisante pour amener la ruine de l'ouvrage, même si les maçonneries n'étaient pas réunies par un bon mortier. ”

“ Quand on veut en effet constituer une force motrice utilisable, une usine hydraulique, on établit généralement une retenue au moyen d'un barrage pour créer une chute ; on conçoit que ce barrage produise un exhaussement du niveau des eaux qui exposerait les propriétés d'amont à des submersions, si l'administration n'intervenait pas pour prendre des mesures assurant l'écoulement des eaux malgré les obstacles créés. ”

“ Elle l'a surmonté en réalité de 3m,60 et, dans ces conditions, la pression à la section de rupture, à 13m,60 en contre-bas de la plate-forme, a dépassé les prévisions de 31 0/0.
Si cependant l'on connaît approximativement l'importance et la durée des plus grandes crues, on peut déterminer la longueur du déversoir en s'inspirant des considérations suivantes, extraites d'une élude émanant de la Commission de l'Hydraulique agricole, relative au projet de barrage de l'Oued-Athménia.
On peut tout d'abord se rendre compte, comme il suit, de la surélévation produite par une crue déterminée. ”

“ La tour hydraulique a pour objet principal de transformer la pression artificielle en une pression naturelle. On porte une cuvette à une hauteur égale au point culminant du réseau : on relie cette cuvette aux pompes par un tuyau ascensionnel, dans lequel l'eau
est directement poussée par les pompes. ”

“ Or c'est une science fort difficile que celle du géologue, une science qui exige à la fois une grande expérience et une profonde intuition. Le critérium hydraulique est beaucoup plus à la portée des ingénieurs, car il repose simplement sur des mesures de niveaux et de débits. ”

“ C'est donc à une force hydraulique qu'il faut avoir recours, mais il la faut fixe et invariable; il la faut non-seulement suffisante, en tout temps pour fournir les 60 ou 70,000 mètres cubes, complément de nos services publics actuels, mais bien plutôt capable d'élever toujours un assez grand volume d'eau, pour permettre de supprimer toutes ces usines à vapeur dispersées sur les bords de la Seine,
Or toute force hydraulique obtenue par la création, en rivière, d'une chute sous barrage, est inacceptable si l'on impose la condition d'une régularité absolue. ”

“ Il n'existe aucun récepteur hydraulique présentant des avantages applicables à toutes les situations ; ce n'est que lorsqu'on connaît le volume d'eau, ses variations, la chute èt l'emplacement de l'usine projetée que l'on peut fixer son choix. ”

“ Lorsque les pentes sont très rapides et qu’il serait dangereux d’arroser à grande eau, le canal de dérivation sert en même temps de rigole principale et même de rigoles secondaires. Egalement, lorsque la pente du terrain est insensible, on peut se passer de rigole principale d’irrigation, parce qu’on peut arroser le terrain à grande eau, sans craindre de le raviner, en pratiquant des ouvertures temporaires chaque fois, pour l’irrigation, à travers le relevé des terres du canal de dérivation. ”

“ Bien que l'étude de ces questions relève plutôt de l'hydrologie que de l'hydraulique, elles touchent à l'amélioration du régime des sources et, par ce motif, il nous paraît utile de présenter à leur sujet quelques considérations.
Dans quelle mesure l'homme peut-il agir sur ces deux facteurs de la formation des nappes, la pluie et l'absorption des eaux météoriques ? ”

“ Au point de vue hydraulique, on peut dire que dans les terrains à cavernes, le massif aquifère est drainé par un système de collecteurs on galeries de captage, qui sont les couloirs., les siphons, les puits naturels ouverts dans la roche, collecteurs qui forment comme un réseau de divers ordres, semblable au réseau des rivières et ruisseaux qui coulent à la surface du sol. ”

“ Pour être efficaces, les réservoirs doivent avoir de grandes di sions; les petits réservoirs ne peuvent s'appliquer qu'à des caUlM
d'eau élémentaires, comme les torrents, à fortes pentes, à gorges étroites et à faible capacité; de plus les atterrissements amènent bien vite l'exhaussement du fond. Un petit réservoir exerce une action insignifiante sur le cours d'eau principal et il serait difficile de manœuvrer en temps opportun une série de réservoirs commandant ce cours d'eau. ”

“ Le profil en travers des rigoles est, avec des dimensions plus réduites, le même que celui des canaux plus importants, c'est-à-dire un trapèze avec talus
inclinés à 45°. Peu à peu, sous l'action des eaux, la forme se modifie avec la nature des terres, la pente et le débit ; lorsque les terres ont acquis plus de cohésion, on profite parfois des travaux de curage pour ramener la section à celle d'un rectangle dont la section est supérieure, ce qui permet de forcer au besoin le débit. ”