Démodulation des éclusées sur la Garonne

INTRODUCTION DE QUELQUES NOTIONS DE BASE Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

Modes de gestion des usines hydroélectriques * Au fil de l’eau : Fonctionnement continu Mode de gestion qui impose de garder constant le niveau de la retenue et de délivrer à l’aval de l’ouvrage le débit entrant à l’amont Introduction de quelques notions de base

Modes de gestion des usines hydroélectriques * Par éclusées : Fonctionnement par intermittence pour répondre aux besoins d’énergie à certains moments de la journée Mode de gestion qui entraîne des lâcher d’eau appelés éclusées hydroélectriques Introduction de quelques notions de base

Définitions * Démodulation des éclusées : Atténuation des variations de débit induites par les lâchés d’eau par stockage et destockage dans la retenue * Marnage : Oscillations et variations du niveau de la ligne d’eau dans un plan d’eau Introduction de quelques notions de base

PRESENTATION DU PROBLEME SUR LA GARONNE Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

Présentation du site d ’étude Bossost Présentation du problème sur la Garonne

Présentation du problème sur la Garonne Débit à Bossost 12h 10m3/s 12m3/s Présentation du problème sur la Garonne

Présentation du site d ’étude Carbonne Manciès Saint-Julien La Brioulette Palaminy Saint-Vidian Plan d’Arem Pont du Roy Bossost Présentation du problème sur la Garonne

Objectif du projet Présentation du problème sur la Garonne

Plan de l ’étude Caractérisation des éclusées Enjeux de la démodulation Présentation des ouvrages de démodulation Démodulation par le barrage de Saint-Vidian Démodulation avec la chaîne des trois barrages Les aspects sédimentologiques Impacts de la démodulation Réduction des effets Présentation du problème sur la Garonne

CARACTERISATION DES ECLUSEES Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

Caractérisation des éclusées Données disponibles Portet-sur-Garonne L’Ariège Cazères Palaminy La Neste Le Salat Valentine Chaum Saint-Béat La Pique Caractérisation des éclusées

Les différentes périodes de l’année Fin mars Mi-juillet Fin octobre Début novembre Début avril Mi-juillet Caractérisation des éclusées

Caractérisation des éclusées Deux types d’éclusées Grande variation Petite variation Caractérisation des éclusées

Caractérisation des éclusées Les éclusées en hiver Amplitude: 10m3/s Durée des éclusées: 13h Durée des éclusées: 13h Caractérisation des éclusées

Les éclusées à la fonte des neiges Amplitude: 10 à 15 m3/s Durée: 14h Durée: 12h Durée: 14h Durée: 12h Caractérisation des éclusées

Les éclusées à l’étiage Durée des éclusées: 12h Amplitude: 15 à 20 m3/s Durée des éclusées: 12h Caractérisation des éclusées

Bilan des éclusées En hiver: de l’ordre de 10 m3/s pendant 13h temps de propagation: Chaum - Valentine 4h Valentine - Cazères 5h temps de montée: Chaum 1h Valentine 1h30 A la fonte des neiges: entre 10 et 15 m3/s pendant 12 à 14h temps de propagation: Chaum - Valentine 4h Valentine - Cazères 5h temps de montée: Chaum 1h Valentine 1h30 A l ’étiage: entre 15 et 20 m3/s pendant 12h temps de propagation: Chaum - Valentine 5h Valentine - Cazères 5h temps de montée: Chaum 1h Valentine 1h30 Caractérisation des éclusées

ENJEUX DE LA DEMODULATION Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

Enjeux de la démodulation Rendre à la Garonne son débit « naturel » Assurer une meilleure gestion de la ressource en eau en période d ’étiage Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

Rendre à la Garonne son débit « naturel » Impacts des éclusées sur le fonctionnement de l’écosystème : * Importance des fluctuations de la qualité de l’habitat et des vitesses d’écoulement * Déstabilisation du lit de la Garonne * Fragilisation des berges Enjeux de la démodulation

Assurer une meilleure gestion de la ressource en eau en période d’étiage : Maîtrise d’ouvrage d’un soutien d’étiage sur la Garonne assuré par le SMEAG à partir de réservoirs EDF Amplitude des éclusées équivalente aux débits apportés par le destockage des réserves DIMINUTION DE L’EFFICACITE DU SOUTIEN D’ETIAGE Enjeux de la démodulation

PRESENTATION DES OUVRAGES DE DEMODULATION Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

Présentation des ouvrages de démodulation Localisation du site Hydrologie du site La retenue Le barrage et sa gestion actuelle Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

Présentation des ouvrages de démodulation Localisation du site : Palaminy Saint-Vidian Présentation des ouvrages de démodulation

Hydrologie du site : Bassin versant à St-Vidian : 4425 km² Débit moyen interannuel : 119 m3/s Pente moyenne : 0,25% Présentation des ouvrages de démodulation

La retenue : îlot Sédimentation Caractéristiques biologiques Présentation des ouvrages de démodulation

* Végétation  zone verte du SDAGE  ripisylve remarquable et presque ininterrompue Présentation des ouvrages de démodulation

Piège à poissons de Carbonne * Faune piscicole  Population type de la Garonne de piémont : vairons, goujons, truites communes, loches franches  Barrages du groupement de Palaminy = obstacle pour les migrateurs : saumons atlantiques, truites de mer, aloses => La retenue de Saint-Vidian ne constitue pas un lieu de passage pour les migrateurs Présentation des ouvrages de démodulation

* Faune terrestre  gibier type du piémont pyrénéen  oiseaux d’eau en eaux peu profondes de la queue de retenue Présentation des ouvrages de démodulation

Classification du Plan d ’eau de BOUSSENS * ZNIEFF (zone naturelle d’intérêt écologique faunistique et floristique) * ZICO (zone d’intérêt communautaire pour les oiseaux) en particulier : Nycticorax nycticorax Pas de contrainte réglementaire mais études complémentaires dans l’étude d ’impacts Présentation des ouvrages de démodulation

La retenue : Sédimentation Caractéristiques biologiques Inventaire des usages * exploitation hydroélectrique EDF * tourisme Présentation des ouvrages de démodulation

Commune de Boussens (queue de retenue) * Hôtel du Lac * Camping municipal du Lac * Aménagements de berges Présentation des ouvrages de démodulation

Barrage de Saint-Vidian - Volume utile de la retenue : 860000 m3 - débit d’équipement : 130 m3/s - débit réservé : 3 m3/s - Puissance : 215 MW Présentation des ouvrages de démodulation

Situation juridique de la retenue de Saint-Vidian Marnage autorisé : Entre 258,60 NGF et 259,40 NGF Gestion actuelle : Fil de l’eau : niveau constant 259,30 NGF => Choix du site d’étude Présentation des ouvrages de démodulation

La régulation Présentation des ouvrages de démodulation Barrage Rétroaction sur le débit turbiné en fonction de la cote de la retenue Garonne Salat Débit à turbiner Barrage Maintien d ’une cote « constante »  Présentation des ouvrages de démodulation

DEMODULATION PAR LE BARRAGE DE SAINT-VIDIAN Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

Création du maillage sous MATISSE Démodulation par le barrage de Saint-Vidian

Création du maillage sous MATISSE Canal d ’amenée Barrage Entrée Démodulation par le barrage de Saint-Vidian

Simulations effectuées sous TELEMAC Démodulation par le barrage de Saint-Vidian

Simulation 1 : au fil de l'eau sans éclusées Démodulation par le barrage de Saint-Vidian

Simulation 2 : Essai d’intumescences Entrée temps Débit Sortie Démodulation par le barrage de Saint-Vidian

Simulation 3a : Débit amont en créneaux temps Débit Entrée Sortie Démodulation par le barrage de Saint-Vidian

Simulation 3b : Débits amont et aval en créneaux Entrée temps Débit Sortie Démodulation par le barrage de Saint-Vidian

DEMODULATION AVEC LA CHAINE DES TROIS BARRAGES DU GROUPEMENT Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

Proposer un programme de gestion permettant: But du programme Proposer un programme de gestion permettant: D ’atténuer les variations de débit de type éclusées De lisser les courbes de débits Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

Schéma des ouvrages de la Garonne moyenne Qamont Valentine utilisé pour le programme Fortran V2 (V2max,V2min) V3 (V3max,V3min) V1 (V1min,V1max) Qe1 Qe2 Qe3 (T2 ;Apport2) (T1 ;Apport1) (T3 ;Apport3) Qs1 Qs2 Qs3 Carbonne Palaminy St Julien Démodulation avec la chaîne des trois barrages du groupement

Pour chaque barrage, nous effectuons les calculs suivants Le programme Fortran Pour chaque barrage, nous effectuons les calculs suivants Qe (T;Apport) Qs (moyenne sur 6 valeurs des débits amont) V=Vold+(Qe-Qs)*dt Vérification du volume V de la retenue Si V>Vmax, on diminue la valeur de Qs Si V<Vmin, on augmente la valeur de Qs Démodulation avec la chaîne des trois barrages du groupement

Exemple sur le premier barrage Qamont V1(t)=V1(t-dt)+(Qe1-Qs1)*dt Vérification de la valeur de V1 Qe1(t)=Qamont(t-T1)+Apport1 Qs1(t)= Qamont(t-i*dt)+Apport1 Palaminy Démodulation avec la chaîne des trois barrages du groupement

Schéma des ouvrages de la Garonne moyenne Qamont utilisé pour le programme Fortran V2 V3 V1 Qe1 Qe2 Qe3 (T2 ;Apport2) (T1 ;Apport1) (T3 ;Apport3) Qs1 Qs2 Qs3 Carbonne Palaminy St Julien Démodulation avec la chaîne des trois barrages du groupement

Résultats obtenus Débit entrant Qamont Débit sortant Débits à Palaminy Débits à Carbonne Démodulation avec la chaîne des trois barrages du groupement

Variation du volume à Palaminy Variation du volume à Carbonne Résultats obtenus Variation du volume à Palaminy Variation du volume à Carbonne Démodulation avec la chaîne des trois barrages du groupement

Les résultats obtenus sont assez concluants Conclusion Le programme pourra être amélioré afin d’obtenir des courbes de variations de hauteur et pas seulement de volume Les résultats obtenus sont assez concluants Démodulation avec la chaîne des trois barrages du groupement

TRANSPORT DE SEDIMENTS Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

Transport de sédiments Influence des éclusées Le processus Etat des lieux Influence des éclusées Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

3 zones 3 Phases Production Transfert Dépôt Le processus sédimentologique

Le processus sédimentologique Les conséquences Modification de la morphologie du cours d ’eau îlot Le Plan d'Arem Le processus sédimentologique

Apports Dépôts Etat des lieux Plan de la retenue de Saint Vidian Garonne Apports Salat Dépôts Plan de la retenue de Saint Vidian Etat des lieux

Zone envasée Formation d’îlot Etat des lieux

Approche au premier ordre Calcul de la vitesse débitante Calcul du temps de transit Calcul de la hauteur de chute Etat des lieux

Influence des éclusées sur la sédimentation Variation de vitesse Variation de la hauteur de chute Etat des lieux

Conclusion La sédimentation : phénomène important à ne pas négliger Faible importance des éclusées sur le processus Influence sur l'écrêtement Les aspects sédimentologiques

IMPACTS DE LA DEMODULATION Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

La retenue Impacts sur l'écosystème aquatique Impacts visuels - Apparition de « pièges à poissons » - Nidification des oiseaux d’eau - Déstabilisation des berges Impacts visuels Impacts de la démodulation

La Garonne à l'aval de l'ouvrage - Retour à un débit naturel - Efficacité du soutien d’étiage La production d'EDF Impacts de la démodulation

REDUCTION DES EFFETS Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

Réduction des effets Stabilisation du plan d’eau en queue de retenue Seuil submersible Barrage de Palaminy Réduction des effets

Désavantages et risques de l ’aménagement : Stabilisation du plan d’eau en queue de retenue Désavantages et risques de l ’aménagement : - Diminution du volume utile de la retenue - Augmentation du marnage en aval du seuil - Erosion du lit en aval du seuil Réduction des effets

Réalisation d’un piège à sable et à graviers Autres solutions envisageables Désenvasement de l’amont de la retenue Réalisation d’un piège à sable et à graviers Plantation d’un masque végétal Réduction des effets

CONCLUSION - Bilan des impacts - Aspects techniques - Position d’EDF - Aspects juridiques - Suites à donner Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

Etude de la réduction des éclusées sur l’axe Ariège-Garonne L’Ariège La Neste Palaminy Le Salat La Pique Plan d’Arem Démodulation des éclusées sur un barrage au fil de l’eau

« La Garonne… Une brune au sang chaud, tout à la fois rieuse et coléreuse, impétueuse et paresseuse » Gaston Bonheur