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Département Hydraulique Cours : Barrages Contrôle (2ème GC 3, GC 4) I) Choisir

Département Hydraulique Cours : Barrages Contrôle (2ème GC 3, GC 4) I) Choisir le barrage en béton de 10 m et 100 m de hauteur qui convient à chacun des 4 sites de la figure n° 1. Soit 8 cas à examiner Problème : l’étude préliminaire d’un aménagement hydroélectrique dans la région du Rif a fixé le choix d’un site dont la superficie du bassin versant est de 50 km². La création de ce réservoir annuel permet de distribuer les apports naturels selon les besoins spécifiques donnés dans le tableau suivant : Mois Oct Nov Dec Janv Fèv Mars Avril Mai Juin Juill Août Sept Apports m3/s 100 160 200 220 150 100 90 90 40 30 30 40 Besoins m3/s 80 80 80 80 90 100 110 120 130 140 140 100 1) En supposant que le réservoir commence à se remplir en Octobre et se vide en Septembre, déterminer la capacité du réservoir pour satisfaire les besoins pour l’année hydrologique choisie. 2) Déterminer le volume de la tranche morte sachant que 30% des apports solides sont évacués par la vidange de fond et que la durée de vie du barrage est estimée à 50 ans, en déduire la cote de la vidange de fond. 3) Déterminer la cote normale de la retenue 4) Le barrage est muni d’un évacuateur de crue de 48 m de largeur (sans équipement), le débit déversé par l’évacuateur est donné par la formule : Q = C . L . H 3/2 (avec C = 2,3 Q(m3/s) , l (m) , H (m) ) . Cet évacuateur de crue est dimensionné pour laminer la crue de projet (voir tableau). Déterminer la cote des plus hautes eaux. En déduire le débit maximum déversé par l’évacuateur de crue. 5) Quel doit être le niveau de l’eau dans la retenue juste avant l’arrivée de la crue de projet pour pouvoir stocker la moitié du volume de cette crue. 6) Déterminer la hauteur totale du barrage. (vitesse du vent est de 100 km/h). HYDROGRAMME DE CRUE DE PROJET temps (h) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 débit (m3/s) 250 500 1300 2500 4000 6000 5000 4000 3000 2000 1500 1000 500 250 Département Hydraulique Cours : Barrages Contrôle (2ème GC 3, GC 4) (Documents personnels autorisés) Questions de cours : On veut construire un barrage en terre sur 1 des 4 sites suivants. Décrire le type de traitement de fondation qui convient à chaque site. site 1 site2 sol perméable, faible profondeur sol perméable, profondeur importante imperméable impermeable site 3 site 4 imperméable fondation rocheuse perméable Problème n° 1 On considère un barrage poids de forme triangulaire de parement amont vertical dont la coupe est représentée dans la figure n°1. La sous pression au parement amont est égale au 2/3 de la pression hydrostatique et varie linéairement de l’amont à l’aval. La hauteur de la tranche morte est estimée égale à 10% de la hauteur totale du barrage. Le poids spécifique des sédiments est de 1.8 t/m3 , la porosité est de 0.35, l’angle de frottement interne est de 15°. 1- Déterminer la pente du parement aval pour avoir un coefficient de sécurité au renversement supérieur à 2 et pour ne pas avoir de glissement (coefficient de frottement à la fondation : tgl = 0.75) ; 2- Déterminer les contraintes en A et B pour les mêmes conditions (densité du béton  = 2.4 t/m3 densité de l’eau  = 1 t/m3) Problème n° 2 Un évacuateur de crue de type creager, de largeur 12m doit faire passer la crue du projet sous une charge de dimensionnement HD = 3 m (figure n° 2) 1- Déterminer le profil géométrique de la crête 2- Calculer le débit de projet QD (le coefficient de contraction latérale est de 0.1) 3- Donner l’expression du débit déversé sous une charge H en fonction de QD , C/CD ; H/HD Application numérique H = 0.5. HD E.H.T.P Département Hydraulique 2ème année GC2, GC6 Contrôle Final Problème n° 1 On considère un barrage poids en béton de 45 m de hauteur, de parement amont vertical dont la coupe transversale est représentée à la figure N°I . Le barrage est soumis à son poids propre, à la pression hydrostatique et à la sous-pression. La sous-pression est réduite au niveau de la galerie de drainage au quart (1/4) de la sous-pression au pied amont du barrage Déterminer les moments par rapport au point B des forces agissant sur le barrage. - le coefficient de frottement au niveau de la fondation est : tg  = 0.75 - densité du béton :  = 2.4 - densité de l'eau  = 1 Problème n° 2 On considère un barrage en terre homogène de 60 m de hauteur (voir fig. N°II). Le coefficient de perméabilité de la digue est de 2.10-6 cm/s. a- déterminer la ligne phréatique pour le niveau max de la retenue b- à fin de rabattre cette ligne phréatique on a placé un tapis drainant à l'aval de la digue. Déterminer l'épaisseur minimale de celui-ci pour évacuer les débits de fuite. Le coefficient de perméabilité du drain = 10-2 cm/s Problème n°3 Un évacuateur de crue de type Creager, de largeur 5m, doit faire passer la crue du projet sous une charge à l'amont HD = 4 m (voir fig III). 1- déterminer l'expression analytique du profil de la crête 2 - l'évacuateur ne comporte pas de pilier, le coefficient de contraction latérale est de 0.1. Quel est le débit du projet déversé par l'évacuateur de crue. 3- quel est le débit déversé lorsque la charge au-dessus de l'évacuateur est de 1.6 m Niveau max Figure n°I : Barrage poids en béton Niveau max Figure n° II : Barrage en terre Ligne d'énergie Figure n°III : Evacuatreur de crue Ecole Hassania des Travaux Publics ------ Département Hydraulique Casablanca le, 21/03/97 Contrôle de machines hydrauliques (3ème Ressources en eau) Exercice I Quels sont les équipements amont et aval d'une pompe (cas des stations de pompages d'eau). Exercice II Une station de pompage est composée de deux pompes centrifuges P1 et P2 dont les caractéristiques H(Q) et (Q) sont données dans la figure N°1. les caractéristiques topographiques du réseau sont indiquées dans la figure N°2. Au cours d'une journée, les deux pompes fonctionnent comme suit : a- de 7h à 20h, elles refoulent un débit de 140 l/s dans le réservoir de service R1 b- de 20h à 7h, elles refoulent un débit de 60 l/s dans le réservoir de sotckage R2 1- Déterminer le paramètre "r" de la parabole des pertes de charge h : (h (m) = r . Q²(l/s)) - dans la conduite d'aspiration et de refoulement du réservoir R1 - dans la conduite d'aspiration et de refoulement du réservoir R2 2- Déterminer le point de fonctionnement et la puissance totale absorbée par les deux pompes : - quand elles refoulent dans le réservoir R1 - quand elles refoulent dans le réservoir R2 3- Quelle est l'énergie consommée journellement (24h) par la station ? Figure N°3 Département Hydraulique 2ème année G.C le 29/05/97 Contrôle sur les Barrages Durée 2 heures (Documents non autorisés) I- Questions de compréhension du cours 1- Choisir le barrage en béton de 10 m et 100 m de hauteur qui convient à chacun des 4 sites de la figure N°1, soit 8 cas à examiner. II- Problème On considère un barrage poids en béton dont la coupe est représentée dans la figure N°2. La cuvette de la retenue est représentée dans la figure N°3 où les courbes de niveau sont formées par un demi-cercle et une demi-ellipse La sous pression est réduite à l'amont par ( = 2/3) et diminue linèairement pour s'annuler au pied aval. Les caractéristiques du barrage sont comme suit : fruit amont : (n = 0) fruit aval : m densité du béton :  = 2,5 T/m3 densité de l'eau :  = 1 T/m3 coefficient de frottement à la fondation : tg  = ¾ Figure N°2 1- établir la courbe de variation du volume de la retenue en fonction de sa cote. 2- déterminer la cote de la retenue normale, sachant que la barrage permet le stockage d'un volume de retenue égal à 2 milliards de m3. Le volume de la tranche morte est estimé égale à 20% du volume de la retenue normale . Déterminer le niveau de la tranche morte. Le barrage est équipé d'un évacuateur de crue de surface de 36 m de largeur nette (effective) dimensionné pour un débit maximum égal au tiers du débit de pointe de la crue de projet (fig. 4). Le coefficient de débit C de l'évacuateur est de 2.04 (m ½ /S ) avec : Qm/s = C.L.H3/2 , L et H en m - Déterminer la hauteur totale du barrage sachant que la revanche est égale à 3 m - quel doit être le niveau de l'eau dans la retenue, juste avant l'arrivée de uploads/Litterature/ controle-1 8 .pdf