Les aventures de Rafale

Des barrages particuliers selon les besoins


Je ne sais pas pourquoi ce barrage a été construit ici. Et toi, Robert?

Je ne connais pas sa fonction exacte, mais on peut supposer plusieurs raisons. Comme il n’y a pas de centrale électrique dans le barrage et sur la rivière à l’aval de ce dernier, on sait qu’il n’est pas utilisé pour la production d’électricité. Par contre, il pourrait servir au contrôle du niveau d’eau du lac pour éviter l’inondation des habitations en bordure des rives ou pour empêcher la glace du lac de descendre la rivière et de former des embâcles. Par ailleurs, il est possible qu’il soit utilisé pour créer un réservoir alimentant en eau potable le village près du lac. Il ne faudrait pas non plus oublier qu’il sert aussi probablement à maintenir un niveau d’eau adéquat dans le lac pour la pratique de plusieurs activités comme la pêche et le canot.

Je n’avais jamais pensé que les barrages pouvaient remplir autant de fonctions différentes!

N’oubliez pas non plus que ce barrage permet de maintenir le niveau d’eau du lac pour assurer la qualité du milieu de vie de la faune aquatique.

Si je comprends bien, on ne peut pas connaître la raison exacte pour laquelle ce barrage a été construit?

Bien souvent, les barrages sont construits pour remplir plusieurs fonctions à la fois. Alors, dans ces cas, il n’y a pas de raison unique, mais un ensemble de facteurs à considérer.

Ça devient complexe tout ça! Ça doit être difficile de répondre à plusieurs besoins à la fois?

C’est vrai que ce n’est pas toujours facile. C’est pour cela que des spécialistes de différents domaines étudient, dès l’étape de la conception, les caractéristiques du milieu, pour tenir compte de l’ensemble des besoins pour lesquels un barrage doit être construit.

Pour en apprendre plus sur les différents types de barrages

Plusieurs types de barrages permettent de s’adapter aux caractéristiques des sites où ils sont construits et de répondre à divers besoins. Pour s’y retrouver parmi les différents types de barrages, il est possible de les classer de plusieurs manières.

Les barrages peuvent d’abord être classés selon leur capacité à stocker ou non un volume d’eau. Cette capacité dépend de l’endroit où le barrage est construit. Selon ce classement, il en existe deux catégories, soit les barrages avec réservoir et les barrages au fil de l’eau.

Le barrage avec réservoir permet l’accumulation de l’eau en utilisant une portion du territoire situé en amont (exemple : un lac ou une vallée). Il est alors possible de conserver de l’eau dans le réservoir pour l’évacuer au moment souhaité.

Exemple : Barrage Anglier
Source© Centre d’expertise hydrique du Québec

Le barrage au fil de l’eau est généralement situé sur le cours d’une rivière. Comme le territoire en amont ne permet pas l’accumulation d’importantes quantités d’eau, toute l’eau qui arrive de l’amont doit être évacuée au fur et à mesure, puisqu’elle ne peut être mise en réserve.

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Exemple : Barrage Waterville
Source© Centre d’expertise hydrique du Québec

Les barrages peuvent également être classés selon qu’il est possible ou non d’effectuer des manœuvres pour modifier la quantité d’eau évacuée.

Selon ce classement, il est possible de définir plusieurs catégories, dont celle des barrages à seuil fixe et celle des barrages avec appareils d’évacuation mobiles.

Le barrage à seuil fixe agit comme un mur qui bloque l’eau en amont. Cette eau peut être évacuée en s’écoulant par le dessus le barrage à la façon d’une chute d’eau.

Exemple : Barrage Saint-Raymond
Source© Centre d’expertise hydrique du Québec

Le barrage avec appareils d’évacuation mobiles est muni d’ouvertures bloquées par des portes que l’on nomme « vannes ». Selon la quantité d’eau à évacuer, il est possible de choisir la grandeur des ouvertures des vannes. De manière générale, plus les ouvertures sont grandes, plus la quantité d’eau évacuée est importante.

Barrage Mégantic
Source© Centre d’expertise hydrique du Québec

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Wow! Je n’aurais jamais cru que les barrages faisaient partie du paysage du Québec depuis aussi longtemps et qu’il y en avait d’aussi gigantesques!

Impressionnant, n’est-ce pas? Qu’en dis-tu, Mélodie?

En effet! Il y a tellement de lacs et de rivières au Québec que ça explique pourquoi on y trouve autant de barrages.

Tu as bien raison, Mélodie. Et en plus, les barrages peuvent remplir plusieurs fonctions selon les besoins et les caractéristiques du territoire qui l’entoure.

Parlant de fonction, je me demande pourquoi un barrage a été construit à la sortie de ce lac…

Pour en apprendre plus sur le rôle des vannes dans un barrage

Tout d’abord, les vannes sont des barrières étanches et mobiles qui permettent de retenir ou de laisser passer les eaux d'un barrage. Tout comme pour les barrages, il existe plusieurs types de vannes. Pour s’y retrouver parmi les différents types de vannes, il est possible de les classer de plusieurs manières.

Les vannes peuvent d’abord être classées selon leur type de déplacement. Les deux types de déplacements possibles sont les déplacements linéaires et circulaires.

La vanne à déplacement linéaire se déplace généralement de haut en bas lorsqu’on la ferme, et de bas en haut lorsqu’on l’ouvre. Elle permet de bloquer le pertuis lorsqu’elle est fermée et de laisser s’écouler l’eau lorsqu’elle est ouverte.

Figure 1. Barrage Mégantic, vanne à déplacement linéaire
Source© Centre d’expertise hydrique du Québec

Les vannes portant le numéro 1 sont en position ouverte. Elles sont soulevées et laissent l’eau s’écouler par l’ouverture créée en dessous.

Les vannes portant le numéro 2 sont en position fermée. Elles ne laissent pas l’eau s’écouler.

La vanne à déplacement circulaire se déplace en tournant autour d’un axe de rotation.

Figure 2. Barrage Jules-Allard, vanne segment
Source© Centre d’expertise hydrique du Québec

La vanne de la figure précédente est une vanne segment. Lorsqu’elle est soulevée, elle laisse l’eau s’écouler par l’ouverture créée en dessous.

Les vannes peuvent également être classées selon leur type d’utilisation. De manière générale, les vannes peuvent être utilisées pour contrôler le niveau d’un plan d’eau, pour contrôler le débit ou pour contrôler les deux à la fois.

Le premier type de vannes est utilisé pour assurer le maintien d’un niveau d’eau. Selon le niveau que l’on souhaite maintenir dans le réservoir, on établit la hauteur à laquelle il faut positionner les vannes. En général, l’eau se déverse par le haut des vannes au niveau désiré.

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Exemples de vannes utilisées pour le contrôle du niveau

La vanne bascule est une vanne à déplacement circulaire. Elle est retenue par des câbles d’acier et elle pivote autour d’un axe, ce qui permet d’abaisser le haut de celle-ci afin de fixer le niveau d’eau qui doit être maintenu. Contrairement à la vanne segment, la vanne bascule permet uniquement à l’eau de s’écouler par le dessus.

Figure 3. Vanne bascule, barrage Waterloo
Source© Centre d’expertise hydrique du Québec

Le niveau d’eau peut également être contrôlé par des poutrelles. Il s’agit de poutres de bois ou d’acier qui sont empilées afin de bloquer l’écoulement de l’eau comme le ferait une vanne. On ajuste le niveau d’eau en empilant des poutrelles jusqu’à la hauteur désirée. Les poutrelles sont alors manipulées à l’aide d’un treuil qui permet de les descendre ou de les remonter dans les rainures aménagées à cette fin. Les poutrelles font partie de la catégorie des vannes à déplacement linéaire.

Figure 4. Poutrelles, barrage Laniel
Source© Centre d’expertise hydrique du Québec

Dans la figure précédente, sur la photo de gauche, on voit trois poutrelles empilées pour bloquer le pertuis. À droite, on distingue quatre poutrelles en réserve qui peuvent être utilisées pour ajuster le niveau d’eau, ainsi que le treuil qui permet d’ajouter ou d’enlever des poutrelles.

Les vannes utilisées pour le contrôle du débit doivent permettre de modifier rapidement la quantité d’eau qui est évacuée par le barrage, lors des crues. Elles sont en général situées dans le bas du barrage, et l’eau peut donc s’écouler seulement sous la vanne lorsqu’elle est ouverte.

Exemples de vannes utilisées pour le contrôle du débit

La vanne segment est une vanne à déplacement circulaire qui permet de modifier rapidement le débit. La figure 5 permet de constater la différence importante de débit entre les photos de gauche et de droite. La photo de gauche a été prise alors que les vannes segments étaient presque complètement fermées, tandis que la photo de droite a été prise à un moment où les vannes étaient beaucoup plus ouvertes pour évacuer une crue importante.

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Figure 5. Variation de débit à l’aval de vannes segments, barrage Jules-Allard
Source© Centre d’expertise hydrique du Québec

La vanne verticale de fond est une vanne à déplacement vertical qui agit de la même manière que la vanne segment. La figure 6 permet de constater la différence de débit importante entre les photos de gauche et de droite.

Figure 6. Variation de débit à l’aval de vannes verticales de fond, barrage des Commissaires
Source© Centre d’expertise hydrique du Québec

Certaines vannes permettent de contrôler le débit ou le niveau selon les conditions. La vanne verticale déversante en est un bon exemple. La figure 7 illustre son fonctionnement. Lorsque la vanne verticale déversante est fermée, elle laisse seulement l’eau s’écouler par le dessus comme le seuil fixe qui est à côté de celle-ci sur la figure 7. Lorsque la vanne verticale déversante est ouverte, comme c’est le cas sur la figure 7, il est possible d’ajuster l’ouverture pour évacuer le débit désiré par le dessous de la vanne. L’ajustement de l’ouverture permet d’évacuer un débit d’eau plus important lors d’une crue.

Figure 7. Vanne verticale déversante et seuils fixes, barrage Waterville
Source© Centre d’expertise hydrique du Québec

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Merci, Robert! J’en ai vraiment appris beaucoup sur les vannes. Il semble que ce soit un domaine tout aussi varié que celui des barrages!

De rien, mon neveu!

Rafale, je crois qu’on devrait profiter du lac un peu avant le coucher du soleil.

Tout à fait d’accord, Mélodie! Allons faire le tour du lac en canot.

Moi, je vais en profiter pour aller pêcher un peu!

En parlant de pêche, ça me rappelle ce que Fyto m’a appris à propos des infrastructures, comme les routes par exemple, qui peuvent fragmenter le territoire et empêcher la migration des espèces fauniques. Croyez-vous que ce barrage peut empêcher la migration des espèces aquatiques et piéger les poissons du lac comme des poissons rouges dans leur bocal?

Non, Rafale, pas celui-ci, car il est muni d’une passe migratoire qui permet la remontée des poissons vers le lac.

Tu sais, un barrage peut aussi avoir un effet positif pour notre faune aquatique en limitant la migration d’espèces envahissantes.

Photo 1 : Passe migratoire, barrage Saint-Raymond
Source© Centre d’expertise hydrique du Québec

Tout à fait d’accord avec toi, Mélodie. Généralement, les ingénieurs qui construisent ce genre de barrage travaillent en collaboration avec des biologistes lors de la phase de conception afin de répondre aux besoins des espèces de poissons qui utiliseront la passe migratoire.

Rafale et Mélodie font le tour du lac en canot et avironnent en direction du barrage.

Attention Rafale, nous ne devons pas approcher le barrage de trop près, car cela peut être dangereux. Sais-tu qu’il y a plusieurs règles de sécurité à respecter lorsqu’on pratique des activités autour des barrages?


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