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1 Les écluses Kevin BABAKA LELO
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2 1 INTRODUCTION GENERALITE SUR LES ECLUSES PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D‘UNE ECLUSE DESCRIPTION D’UNE ECLUSE 2 CONCEPTION D’UNE ECLUSE 3 METHODES DE CONSTRUCTION DES ECLUSES PLAN DE TRAVAIL
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3 1. INTRODUCTION Les écluses sont des ouvrages hydrauliques spéciaux implantés dans les rivières et dans les canaux pour permettre aux bateaux de franchir des dénivelés du plan d’eau ( permanents sur les voies d’eau intérieures, temporaires et liés à la marée sur les voies d’eau littorales en liaison avec la mer ).
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4 On distingue deux grandes catégories d’écluses: -Les écluses fluviales : chutes fort variables ( 2 à 40 m) -Les écluses maritimes : grandes surfaces mais de hauteur de chute inférieure à 8 m Le type d’ouvrage le plus approprié pour la navigation est l’écluse à sas : elle constitue une capacité intermédiaire, entre les biefs d’amont et d’aval, qui peut être mise successivement en communication avec eux. 1.1. Principe de fonctionnement
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5 1) Le bateau se présente du côté amont de l’écluse et la porte amont, fermée et le niveau d’eau monte 2) La porte s’ouvre et le bateau franchit la porte amont jusqu’aux poutres de choc aval 3) Le bateau étant amarré et les portes fermées, le sas se vide et le bateau descend doucement 4) Quand on atteint le niveau d’eau aval, les valves se ferment et la porte aval s’ouvre. Le bateau reprend son chemin
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6 Vue aérienne de l’écluse et du barrage de Grand Courant
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7 1.2. Description d’une écluse Les principaux éléments architecturaux d'une écluse moderne en sont : -Deux ports d'attente, estacades ou duc-d'Albe (aval et amont).estacadesduc-d'Albe -Deux plateaux (rive droite et rive gauche) munis d'organes d'amarrage (bollards).bollards -Deux bajoyers (rive droite, rive gauche) éventuellement équipés de bollards flottants. ils sont généralement en maçonnerie ou peuvent être en béton armé ou en acier en cas de rideaux de palplanches.bajoyers -Le radier qui constitue le fond de l'écluse. Il est souvent en maçonnerie, en bois ou en béton armé ou non. Il joue le rôle d’étanchéité et de répartition des efforts sur le sol sous-jacent.radier -Deux portes (amont et aval), les portes et les bajoyers encadrant le sas.sas
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8 - Les aqueducs ou tambours ou encore tunnels de fuite (pour vidanger ou remplir l'écluse). -Les infrastructures annexes (électricité, éclairage, local de contrôle et commande, télécommunication ; cric de vantelle et de porte sur une écluse manuelle). on distingue différents types de portes : Portes busquées, portes secteurs ( axe de rotation vertical) Portes tournantes et portes segments (axe de rotation horizontal) Portes levantes et portes roulantes (respectivement translation verticale et horizontale)
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10 Portes busquées
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11 Portes secteurs à axe vertical
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12 Portes levantes
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13 2. CONCEPTION D’UNE ECLUSE Critères de conception Critères de conception : durée de sassement, les mouvements dans la sas et les efforts d’amarrage, ressource hydrodynamique, impact environnemental sur les biefs, la construction, l’exploitation et la maintenance, impacts sur la navigation et les communautés locales pendant la construction 2.1. Dimensionnement Géométrique Les dimensions horizontales du sas sont déterminées par le matériel de navigation de la voie d’eau et le trafic escompté (intensité, type de bateaux, la fréquence des transports spéciaux, l’équilibre entre le trafic en amont et en aval). Le nombre de sas peut être déterminé,en première approche, sur base des règles suivantes :
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14 2. CONCEPTION D’UNE ECLUSE - pour la navigation intérieure : un sas a une capacité de 5 à 10 000 sassements par an (pour les deux sens) -pour les écluses maritimes, un sas a une capacité de 2500 à 5000 mouvements annuels. Par ailleurs, La longueur du sas = 1,1 x longueur du bateau dimensionnant La largeur du sas = 1,25 x largeur du bateau dimensionnant La profondeur doit tenir compte du tirant d’eau maximum du bateau dimensionnant en tenant compte du niveau d’eau minimum dans le sas, sachant qu’on tient compte d’une sécurité d’1 m.
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15 Valeurs minimales pour les aisances
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16 2.2. Implantations avant-ports Un avant-port est subdivisé en une zone d’accès à l’écluse, une zone d’amarrage et une zone de transition. Ils permettent de faciliter les opérations d’éclusage.
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17 Avant-port avec zone d’attente d’un côté
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18 Pour les différentes classes CEMT, les dimensions caractéristiques pour les longueurs et les largeurs des avant-ports sont les suivantes :
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21 2.4. Radier, bajoyers Les bajoyers sont conçus pour remplir le rôle de contenir l’eau dans le sas et de soutenir des terres adjacentes. De manière générale, les bajoyers sont sollicités par: -Les efforts cycliques dus à l’eau à l’intérieur du sas -Poussée des terres retenues -Les surcharges -La poussée hydrostatique (nappe phréatique, cours d’eau adjacents, fuites d’eau) -Efforts d’amarrage ( 200 kN)
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23 Précautions particulières : -Mise en place des systèmes de drainage pour évacuer l’eau derrière les bajoyers -Prévoir des parafouilles en prolongement des bajoyers pour minimiser les sollicitations des écoulements transversaux
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28 3. Méthodes de construction des écluses Traditionnellement les écluses étaient construites à sec, grâce à l’emploi de batardeaux ou de structures similaires. Toutefois, les technologies modernes permettent l’emploi de méthodes innovantes pour construire les écluses, dans le but de minimiser les impacts négatifs. De nos jours, la construction se fait avec des éléments préfabriqués. Les avantages de cette dernière sont les suivants : Cracking minimalisé, une bonne durabilité, la rapidité de construction, la réduction des coûts futurs de maintenance, etc.
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