Brevet FR2600324A1 — publié le 19871224

L'invention concerne un procédé visant à aider à la réoxygénation de l'eau au droit des barrages0 On sait que l'oxygène dissous constitue un facteur important de la qualité des eaux d'un fleuve : il favorise la vie aquatique et permet la biodégradation des déchets organiques. Les barrages, qui créent une certaine dénivelée, contribuent à réoxygéner l'écoulement d'eau dans des proportions d'autant plus importantes que les teneurs en oxygène à l'amont sont faibles. Ce principe d'oxygénation par l'action des barrages a déjà été constaté et étudié, Les différentes formulations, permettant de calculer les teneurs en oxygène aval en fonction des teneurs amont et des différentes caractéristiques du barrage, distinguent deux types découlements - l'écoulement "en surverse" qui est constitué par la chute d'eau depuis la crête du barrage Jusqu'au plan d'eau aval - l'écoulement "en sous verse", qui passe par des vannes de fond dites vannes noyées, Des études menées par les inventeurs ont montré au demeurant que le gain en oxygène est meilleur dans le cas des écoulements en surverse que dans celui des écoulements en sous verse0 Selon l'invention on propose, afin de rendre maximal le gain en oxygène pour une chute donnée, de réaliser un troisième type d'écoulement, dit "écoulement mixte, dans lequel un débit en surverse tombe à l'aplomb d'un débit de sous verse. Ce processus présente en effet de nombreux avantages - la partie surversée du débit, comme dans le cas d'un écoulement en surverse simple, Jouit tout d'abord d'une certaine oxygénation par diffusion, au cours de la chute, au travers de l'interface air-eau - dans sa chute dans le plan d'eau aval, le débit surversé amène avec lui de nombreuses bulles d'air, qui sont la cause d'une autre forme d'oxygénation0 Cependant au lieu que, dans le cas de la surverse simple, ces bulles d'air remontent rapidement à la surface et ntoxygènent que faiblement des masses d'eau peu ren::ouvelées, elles sont au contraire, dans le processus d'écoulement mixte selon l'invention, entrainées par les filets d'eau du débit sous versé, L'aération est alors d'autant plus importante que ces bulles restent longtemps au contact de ce flux auparavant pauvre et donc avide d'oxygène - l'écoulement sous versé empêche l'apparition éventé7 le de mousses, due à l'écoulement surversé, en surface du plan d'eau aval, dont l'influence sur les phénomènes d'oxygénation est parfois négative. Des maquettes réalisées en laboratoire ont permis de mettre en évidence que le gain en oxygène observé dans le ca d'un écoulement mixte est supérieur à ltw génaton eDbale des de parties de l'écoulement prises séparément0 A titre d'exemple, le procédé selon la présente invention peut être utilisé pour compenser le manque à gagner en oxygène occasionné par le fonctionnement d'une centrale hydro-électrique au droit d'un barrage0 Pour maintenir le plus longtemps possible les bulis d'air dans la masse d'eau aval, afin comme on l'a vu plus haut de permettre une aération aussi importante que possible du débit sous-versé, l'invention propose aussi de canaliser les filets d'eau, à l'aval immédiat de la chute du débit surversé, dans des tuyaux immergés de grands diamètres, de façon à empêcher que les bulles d'air remontent à la surface trop rapidement. De plus, un système de déflection peut être aJouté pour améliorer les conditions hydrauliques de l'écou- liement, Afin de bien faire comprendre le procédé selon l'inven tion on en décrira ci-après, à titred'exemple sans caractère limitatif, un mode de mise en oeuvre en référence au dessin schématique annexé dont la figure unique est une vue de prof: d'une passe de barrage équipée pour permettre un écoulement en surverse et un écoulement sous versé. Comme on l'a schématisé au dessin, on a représenté en une passe d'un barrage équipée d'une vanne de fond 2 par laquelle transite un écoulement sous versé, On a figuré en 3 le plan d'eau amont et en 4 le plan d'eau avale Selon l'invention le débit surversé 5, riche en oxygèn tombe à l'aplomb d'un débit en sous verse 6 passant par la vanne de fond 2o L'écoulement surversé profite ainsi au cou: de sa chute, comme il est connu, d'une certaine oxygénation par diffusion au travers de l'interface air-eauO De plus les bulles d'air, amenées par le débit surversé au cours de sa chute, se trouvent entrainées par les filets d'eau du débit sous versé 6 et agissent pour améliorer l'aération de celui-ciO Des tuyauteries 7 de grand diamètre, immergées à l'aval du barrage, sont destinées à maintenir les bulles d'air- sous l'eau plus longtemps afin que l'oxygène se dissolve dans la masse d'eau . On comprendra que la description ci-dessus a été donnée à titre d'exemple et que des modifications constructives pourraient y etre apportées sans sortir du--cadre de l'invention définie par les revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N SO lo Procédé pour la réoxygénation de l'eau au droit des barrages, caractérisé en ce qu'il consiste à faire tomber, depuis la crête du barrage, un écoulement en surverse à l'apomb d'un débit de sous verse pour assurer une oxygénation maximale, l'écoulement ainsi réalisé étant dit "écoulement mixte", 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, à l'aval immédiat de l'écoulement mixte, les filets d'eau de cet écoulement sont canalisés pour retenir les bulles d'air ainsi créées et en permettre une meilleure dissolution-dans l'eaux