Optimisation de la forme du déversoir en touches de piano (PK-Weir) par voies numérique et expérimentale.

Abstract

Le déversoir en touche de piano (PK-Weir) permet un bon compromis entre le besoin d’une grande capacité de déversement et la largeur limitée de l’emplacement disponible sur le site de barrage. De plus, son faible coût par rapport aux déversoirs vannés, sa simplicité d’utilisation en font une solution intéressante. Cette solution est également avantageusement utilisée dans des ouvrages de déversement ou de protection pour les canaux et usines hydroélectriques au fil de l’eau. Ces avantages ont incité plusieurs laboratoires de recherche et organismes du domaine des barrages à procéder à des études et essais hydrauliques sur des modèles physiques pour définir la forme optimale de PKWeir. Cependant, la modélisation numérique de l'écoulement sur le PK-Weir qui peut aider au pré-dimensionnement du PK-Weir n’a fait l'objet que de quelques travaux réalisés essentiellement par EDF-France. La géométrie du déversoir en touches de piano se caractérise par un nombre important de variables, ce qui ne permet pas la définition de la forme optimale par voie directe et nécessite le recours à l’expérimentation sur modèles réduits physiques, cependant, ceci nécessite la réalisation d’un nombre de modèles physiques très important qui implique des dépenses onéreuses et beaucoup du temps. Actuellement on peut recenser plus de 300 modèles physiques qui ont été testés dans plusieurs laboratoires sans pour autant définir une forme optimale du PK-Weir. La solution qui parait possible est de faire recours à la modélisation numérique pour définir quelques formes optimales qui seront validés par quelques essais sur modèles physiques. Ceci permet de réaliser plusieurs tests sur modèles numériques dans un temps très court et à coût faible Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une contribution à l'étude de l'optimisation de la forme du PK-Weir par une modélisation numérique qui est réalisée essentiellement par le code Flow-3D. Une confrontation avec les résultats expérimentaux a été effectuée et a montré une convergence des résultats.