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ANSWER - Buses Dhuy Saint-Charles, Orléans, France
Cette vidéo fait partie des réalisations produites dans le cadre de l'Opération ANSWER. Cette dernière a pour objectif de faire collaborer le public et les scientifiques autour des sciences de l'eau afin d'améliorer les connaissances dans le domaine.
| Buses Dhuy Saint-Charles, Orléans, France | La vidéo de Jean-Michel Tanguy réalisée à Orléans en collaboration avec Jean Maurin
Cette vidéo a été tournée à Orléans, plus exactement en rive gauche de la Loire à l'aval du pont Georges V où nous découvrons un ouvrage hydraulique dans le lit mineur: le Dhuy Saint-Charles. Cet ouvrage a pour fonction de concentrer les eaux vers le port d'Orléans pour assurer un tirant d'eau minimal pour la navigation. Il crée cependant un obstacle et provoque la sédimentation de la partie de Grande Loire qu'il occulte. Afin d'alimenter en eau cette zone et d'éviter un dépôt de sable trop important, un ouvrage comprenant 2 buses a été percé au travers du dhuy. Au delà de sa fonction, cet ouvrage est particulièrement intéressant au niveau des types d'écoulement que l'on peut distinguer.
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Nous sommes aujourd'hui à Orléans, plus exactement en rive gauche de la Loire à l'aval du pont Georges V où nous découvrons un ouvrage hydraulique dans le lit mineur: le dhuy Saint-Charles. Ce ouvrage a pour fonction principale de guider et de concentrer les eaux sur la rive droite de la Loire afin de créer les conditions de navigation suffisantes pour permettre aux barges d'accéder au port d'Orléans.
Cet ouvrage comprend un seuil déversant d'une centaine de mètres de long qui alimente la zone située à l'aval du dhuy, permettant ainsi aux poissons migrateurs de franchir l'ouvrage lorsque les conditions hydrauliques sont suffisantes et de rejoindre le courant principal pour remonter plus en amont.
Mais pour mieux assurer l'alimentation de la zone protégée par le dhuy et éviter une trop grande sédimentation, un ouvrage constitué de deux buses a été percé en complément du seuil. Le débit qui traverse cet ouvrage s'accompagne de vitesses importantes qui génèrent une forte turbulence. Ces vitesses créent des courants qui divergent de part et d'autre du jet en 2 zones de recirculation. La forme arrondie de la berge et l'aspect assez pentue de la rive indiquent que ces courants sont à l'origine d'érosions manifestes qui ici ont été stoppées par la mise en place d'une protection en enrochements. En rejoignant le seuil et en nous positionnant au dessus de la sortie des buses, nous constatons que les vitesses de sortie du courant sont très rapides, s'étalant en deux jets divergents, en particulier sur le côté gauche ou nous suivons la remontée de ce courant. La berge est heureusement bien protégée par les enrochements en partie basse.
Cet appel d'eau en Loire ne manque pas d'attirer des corps flottants qui s'accumulent en amont de la prise d'eau et qui ont tendance à obstruer son entrée et à fortement diminuer l'efficacité de l'ouvrage.
En observant plus attentivement les courants turbulents à l'aval, nous percevons nettement le caractère pseudo-permanent des écoulements aussi bien à la sortie des buses que pour le ressaut hydraulique qui est quasiment stable. Plus à l'aval du ressaut, le patron de la turbulence est classique des tourbillons de Von Karman. Mais rapprochons nous encore un peu plus de ces buses pour aller observer au plus près ces écoulements turbulents. Nous voyons que les filets liquides à la sortie des buses s'évasent. Au milieu de l'ouvrage, il se produit une arête centrale surélevée qui cumule les contributions latérales des 2 jets divergents. Lorsque les jets atteignent le plan d'eau, il se produit un tel ralentissement des vitesses qu'un ressaut hydraulique en forme de V apparaît en générant une zone d'écume.
La visualisation à proximité immédiate des jets à la sortie des buses montre bien la rapidité des vitesses ainsi que la permanence de la surface. Le jet est tellement puissant qu'il ne produit pas d'éclaboussures, ce qui n'est pas le cas plus en aval où le ressaut hydraulique s'accompagne d'un bouillonnement d'écume.
Ainsi, l'observation de ces écoulements à la sortie des 2 buses illustre de manière manifeste les deux types d'écoulement que l'on retrouve dans la plupart des ouvrages hydrauliques : les écoulements torrentiels et les écoulements fluviaux. Ces deux écoulements sont séparés par une zone de transition : le ressaut hydraulique, à l'aval duquel apparaissent, pour cet ouvrage particulier, des tourbillons de Von Karman.
Cet ouvrage joue par ailleurs un rôle important dans l'alimentation de la zone protégée par le dhuy Saint-Charles, évitant une sédimentation à l'origine du développement d'une ripisylve invasive pénalisant les écoulements en crue.
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