LES LABORATOIRES D'HYDRAULIQUE FLUVIALE ET MARITIME

EN BELGIQUE ET À · L'ÉTRANGER

par

J. LAMOEN, lng. A. 1. Lg .. . Ingén ieur en dwL IJirrcleur de ' l' o nl ~ cl Chau~sée~. Directeur du Lahoraloirr de ll<•r!terchrs h ydra u liCj ll<' ' du ~lini ,- l è•t · t• dt· ~ Tr:n<IU~ public ,_.

~ laîlre <le con ré rc nrcs it I 'CniYcr~i l é th• Bnaellrs

1 . lnh·oduction

ct

L'exécution de lraY<HIX de cunslruclion ou d' aménagements h~ydrauliques ou portuaires pose des problèmes Lrès complexes et cnlmine le plm souwnt des dépenses con sidérables. L'étude expé­ri m en ta le des phénomènes en jeu , étude secondée par des m(·thod cs el des instruments de mesure de plus en pl us ingéni eux el de plu s en plus pré­·is, est à la base de toute connaissance el de toute réalisation en ce domaine. ~lai s l'obse rvation des phénomènes n aturels, d ·ai li eurs tou,i ours lente , diff icil e el co ùl cuse , n e peut suffire lorsqu 'il s 'ng it de supput er les effe ts d \m projet d'aménagement l'luv ial ou mar it im e, de c hoisir enlre plusieurs di ,.positifs d\m o unage h ydraulique, de prévoir les effets d'un lei ouYra!:!·e sur le mouy·emeill cl l 'ac tion tles eaux. :\ussC a-t-on imaginé d ' assez bon ne h eure d'étudier ces problèmes sur des rn odèlcs comtru i ts à peu de frai s, cl 'ob se rvation pl u~ aisée t' l d'expérimentation p lus rapide . En dépit des diffi cultés que soulèvent la reproduction à. 1 \;chelle du modèle de toutes les particu larités des ph énomènes étudiés et le r eport à la réalité des mesures faites sur modèles , la méthode n'a ee !'~l- d'étendre son champ d 'action et s 'impose de pl us en plus com me un élément :indispensable de l' élaboration des pro:jets d e travaux de ce genre. Les f'ssa is HH' m odèles permelt ent seul s en effet de réali ser l' étud e successiYe et comp;-~ra­live de plmieurs solutions el d e préYoir l 'e ffica ­('ité de Ici projet défini cl 'aménagemeut h ydrau­liq ue. La \ alidité du procédé s'est g raduellement affermie en se fondant. sur les ba ses scientifiques ~o lides qu e constituent les lois de la similitude hydrodynamique et sur une connni,~ance pré­ci se des limites d 'applicab ilité des échelles de repnrt cles ~ résullats d 'essa is. Les méthod es mises en 0:' 11\Te ont p ri s des form es perfec ti onn ées çrràcc au déwloppemenl des l:lhoral o ire ~ spécia­l i !'PS in stitués p rogressh·cm en t. dans tous lPs pays po 11 r l'exploitai ion du procédé. N1111 ~ passerons en revue ci-après le d c' \' el oppe-

B. . SPHONCK, lng . . \ . I. Lg. el G . ~!. L' ..

Pro[(·S~f'ur it l' U11h·f' r ;; ilé d e Liègt'

ment de ces laboratoires, nou s mettro ns en évi­dence les ressources qu'ils offrent à la tech nique et nous indiquerons quels sont les efforts consa­crés en Belgique à cc facteur essscntiel cles pro­grès en m atière d ·ouvrage h ydraulique.

2. Dé,•eloppement des laboratoires dans le monde immédiatement

avant la deuxième guerre utoJuliale

Les premiers laborato ire:>, d ' importan ce très modeste, ont été c réés en Allemagne aux envi­rons de 1900.

En 1940, on comptai t dans le m qude entie r plus de cent la boratoires d'hyd raulique fluv iale et m ar itime .

Nous en énumérerons quelques-uns ci-après , sans prétendre à ètre complets. Tantôt ces labo­ratoires éta ient attach és à des UniYers ités et ser­vaient en partie à l 'enseignement et à la recher­che, tantôt c'é taient. des institution s autonomes qui étudiaient surtout des problèmes concrets posés par la praticp1e.

fi' rance La bora toi res de la Société hydrotecluüq ne de

France au Sau lcy \Metz ) et à Beauvert (Greno ­ble) .

Station expérimentale des A~teliers ~e"Yrel­Be\l ier ct Piccard-Pictet it Grenoble.

Labora toire ùe l'Ecole des ingénieurs hyùran ­liciens de Grenoble.

Labora toi re d'h~ydrau\ic1ue de l'Inst itut électro­technique e t. de Mécanique appliquée de Toulouse.

Pa.ys-Ba.s [nslitution dn w~terloopkundig laboratorium

à Delft.

Grande-Bretagne W ilh\Yorth Engineeri ng Laboralo ry de I'Uni­

Yersité Victoria à i\1anchestcr . Laboratoire du City and Gui ld s Eng iueeriug

Collège à Londres.

•) Cc nll'lwire rie /' 1. l. Lq . - r:n nqrès Jg.j('

Laborntoire de 1 'Eieetroflo-Meters Company à Londres.

A lle111agne

Flussbaulnborntorium de 1 'Ecole tel'hn ique ~ upé ri e ure de Dresde.

Flussbaulaboratorium de 1 'Ecole l.e<'hniqur supéri eure de Kar .

Preuss isc.he V e rsu<~hanst.nlt fiir V\'nsse rhau und Schiffhnu à. Berlin .

Versm·.hsanstalt de r Marinewcrf it vVilh ems­hafen.

Labornloires de~ Ecoles techniques su pé rie ure~ de Darmstadt, Charlottenbourg, Brunswick. Mun ich, St.Httg•u· t. Aix-In -C h apelle, etc.

.4. utriche

Hydrologisches Institut de l'Ecole technique supéri eure de Vienn e .

Lnhornloire cl 'h-:-;dnmlique de l' Ecole techniqtH' supéri em c cle Grr1tz .

Hoitgrie

Labora tnrium fiir " ·asserh:lll de l'h1iversit é cle Budapest .

Su. iss e

Laboratoire d'h)'draulique cle l'Ecol e pol:vtech ­nique fédéral e de Zürich.

Laboratoire d'hydrau lique de 1 'Ecole d 'in g-é­nieurs de Lausanne .

Italie

Institut d'hydt·aulique de l' Universitt; de Padoue.

Laboratorio di Idt·aulica du l\oy :1l Politecnico de Milan.

Ufficio Idrografico del Po à Parm e . Laborato ire de l'Istit.uto d 'Jdrn uli ca de l' Uni ­

versité de Pise.

Tc/1 écoslo-vaquie

Laboratoire d'h)•draulique de 1 'Ecole t.ecltniqut' supérieure de Brno.

In stitut lrydrotedlll ique Mazary k à Prag ue .

Suède

Laborato ire d 'h)'draulique de l 'Ecole leehniquP supérieure de Stockh olm.

Norvège

Laboratoire d'hydraulique de 1 'Ecole techuique supérieure de Trondhjem.

Eta.ts-Vnis d'Amérique

National hydraulic Laboratory elu Burea u o f Standarls Washington D. C.

Laboratoires d'hydraulique du Bureau of Hecln­mation à Denver, Col. et Mantrose, Col.

Alden hydraulic laboratory du W orees ter Pol·y­technie In stitute W orees ter. Mass.

Ihdraulic lnbora lory of Contell Universit' Ithaca, N. Y. •

Iowa Inst itut e of lndranlir rese:trch. Uni\ l' rsilt d'Iowa , loma City, io·wa.

H''dr:1uli c Lll.lüratorv of the Unive ,·si tv of C. tli forn.ia Berkeley, Cal. · ·

Rvdr:tuli c structures lnboratorv of the Califor ­nia luslilute of Technolog--:-·, Pasadenn, Cal.

Rive r hwlrauli c lahoralon of the Massach u; ­~elts ln s tit~1l e of Technolog-:- ·cambridge, :\lass.

U. S. ' Vntervvay s Ex:pPriment Sta ti on of t iH' War. Dept Vicksburg. Miss.

Tennessee Valley .\ntlt o rilz 1\noxYille Ten ­nessee.

Union lll's Républiqu es socialisll'S sovié/i(flU '-'

In stitut de rech erches scientif iques d 'h-:-·dr nique divis ions des co nst.ru<'lin ns h~· dr:tt. . ,1,, e, . des laboratoires h-:-•drotechniques . du lahornloire d 'hydrauliqu e flu vinl e etc . à LeningTad.

Laboratoires d ' h-:-·drnnliqm' cl~ 1\fosrou . 1\ltnr· kov, Odessa. Bnkou, etc .

Palestine

Luboratoire cl'h-:-·drauliqtll' de l'l'n st.itul tcl'h ­niqu e h ébreux à Naïfn.

Indes n éerlandaises

Laboratoire d ' hydnndique de Bandoeng .

Est lw nie

Laboratoire de const ru ctions hydrauliques Je l 'Université technique de Talli n.

En Belgique existaient le laboratoü·e de rech er­ches hydrauliqu es de l 'Admin istration des Po nb et Chnussées à Borgerhout-Anvers el les laho· ratoires cl 'hydrauliqu e appliquée des U niv e rsité~ de Bruxelles, Gand et Liège.

Dès 1922, l ' « Engineering Fo unclati ou " publiait nux Etats-Liuis, clans son volum e n" 5 intitulé 1/ydrcwlic Lubo ratorics of th e U. S. of .4 m el·ica. ln descripti on de .fj' laboratoi res améri­t'ain s.

En 1926, sous le patronage de J. H.. Freeman, le « Verein Deutsche r lngenieure » publi nit en All emag ne un import ant. ouvrage intitulé Die lVas serbau. laboralorien Ru ropas contenant la des. cripl.ion des principaux laboratoires européens.

L 'édition américaine de eel ouvrage, publi ée en 1929, par J'« American Society of mech ani r.:al Engineers » sous le titre fl)'d ra.nl ic Laboralor.v Practice contenait, outre la traduction des mono· graphies précédentes, la description d 'm1 ce rtain nombre de laboratoires américains.

Drîns les comptes rendu s du Congrès dll Génie Civil tenu à Paris en septembre 1931 p nr la Sociét(· des Ingén ieurs civils de France éta it publiée la des cri pt ion de deux 1 a bora loi res françai s .

A l 'initiative elu président du Comité américain de la Con férence mondi ale de l 'Energ ie. le Bureau of Standarts des Etats-Unis publia sucœssivemenl en 1933 et en 193fJ <leux éd it ions d'un bu ll etin

Section Génie civz:l

inlituh~ l:Iydraulic L(tboratorics in the United States contenant la flescription de la plupa rt des laboratoires américa ins existan t à cette époque .

En n"lême temps le Bureau of Standarts entreprit la publication semestrielle , puis annuelle d ·un bulletin intitulé Current hydrrmlic laboratory rcsearcl! in the United States donnant régulière­ment des indications sur les recherches en cours ct sur les résultats ob iPnus dans les dh·ers labora­toires, ainsi que des traductions de travaux étr:m­gers.

D'antre part, dès 19a8 était in stituée en IJ . R. S. S. la « Commission pour J' échange des résultats des recherches des laboratoires d'hydrau­lique, rattachée au Comité soviét ique pour la part icipation aux confé rences mondiales de l'Energie. Cette commission publia régulièrement un bulletin d'information su r les travaux des laboratoi r es soviétiques et sur les travaux pour­suivis à l ' étranger.

En septembre 1935, à l'occasion de la tenue à Bruxelles du XYI" Congrès internai ional de na Yi­gal ion a été fondée 1 'Associa tion internationale de Recherches pour Tr;naux hydrauliques, dont le siège est à Stockholm et dont le but sta1utaire est de faire progresser le tnnail international de~ intéressées aux recherches pour 1 ra vaux h ydrau-1 iques et de donner à ces personnes 1 'occasion d'échanger leurs connaissances.

L'association comptait, en 1989, 150 membres individ uels et 80 membres corporatifs. Elle publiait depuis 1987 un bulletin annuel grou­pant les communications reçues sur les recher­ches poursuivies dans 83 laboratoires européens et rassemblées par la Direction du laboratoire de Delft.

Celte .\.ssociation, dont l'activité a été inter­rompue par la guerre, se propose de reprendre prochainement ses réunions et ses publications .

L'examen des diverses publications précitées montre les résultats importants obtenus dans des domaines cl 'application de plus en plus variés par les laboratoires existants.

Les échanges internationaux présentent un inté­rêt particulier en cette matière et contribuent par­t.iculièrement à faire progresser la technique des essais sur modèles .

3. Principes, modalités particulières d'application et frontières

du donu•ine des essais sur modèles

Quand on fait choix de la méthode des essais sur modèles. on suppose implicitement que les mesures relatives aux écoulements étudiés peu­vent être reportées dans une certaine mesure à la réalité. Ce report s ' effectue au moyen des règles de la similitude h~dro-d·ynamique qui fournissent des rela ti ons entre les longueurs, les temps et les forces du modèle et de la r éalité. Si la \·alidité de ces lois était rigoureusement établie pour tous les

cas d'application , le rrport se ferait toujours en toute sécurité. Au contraire, en hydraulique appliquée, la diversité des forces physiques dont on devrait tenir compte empêche de réaliser une simi litude rigoureuse et l'application des lois de similitude ne constitue dans tous les cas qu'une approximation.

La règle de similitude qui est presque exclusi­vement utilisée pour les essais en cause est celle de Reech-Fraude, laquelle suppose négligeables toutes les forces :J utres que la pesanteur et les

f l ' · . s· t ( 1 ) orees (1 tnertte. ~- 1 - '= - .- ) p . ex . est l'échelle Il :) (

de la maquette, on a :

Temps clans le modèle = temps dans la réalité

l' n Vitesse clans le modèle =

vitesse dans la réalité

1/' Il

Débit d:ms le modèle = débit dans la réalité

n2 j 'n

Force dans le modèle = force dans la réalité

n~

Cette approximation n'est acceptable que pour des écoulements de longueur modérée et où la turbulence est assez grande.

C ·est une circonstance heureuse que dans les écoulements turbulents les effets de la viscosité sont le plus souvent masqués par ceux de la turbulence. Celle-ci donne lieu à des chocs et des tourbillonnements, c 'est-à-dire des phéno­mènes dans lesquels les forces d'inertie jouent un rôle prépondérant, ce qui a comme conséquence d'étendre le champ de validité de la règle de Reech-Fraude et de permettre d'obtenir aisément une similitude très satisfaisante.

Citou quelques faits qui limitent cependant l'utilisation des résultats déduits de modèles à petite échelle utilisés de cette manière.

Dans beaucoup de cas la similitude géomé­trique ne saurait être qu'approchée. Il est notam­ment impossible de reproduire à l ' échelle du modèle les aspérités <.les maçonneries el les dimen­sions des matériaux se trouvant dans le lit d'un fleuve.

Dans un essai il faut éviter que l'écoulement se fasse sous une épaisseur trop faible. D'après !\eh­bock il ne faut jamais admettre des profondeurs de moins de deux centimètres en modèle.

La similitude ne peut pas non plus exister lors­que dans le modèle la vitesse atteint la valeur correspondant à la pos~ibi lité du ressaut super­ficiel, alors qu'il n'en est pas ainsi dan s l 'ouvrage. On obtient alors à<ins le modèle un écoulement

·1 Ccn /Cil(lil'l' tic 1'. 1. l. rg. - Co ll(ll 'l~ S ]!).JI ------ -----------

en régim e torrenti el dont les caractéristiques ne correspnn·dent plus à un régime fluvial.

Lorsque le mouvement. réel est turbulent il faut thiclemment empêcher que clans le modèle le régime 11c devienne lami11aire . Soit, par exemple . un essai relatif à. un cour" d' eau ou un canal en mouvement sensiblemen 1 uniforme. Désignons par [ l:1 vitesse moyenne (ex:primée en m / sec) el par H le rayon mo·yen (en mf>tres) .

D 'a près B.eynolcls il )' a mouvement laminaire lorsque un < 0,002.

Pom O.L)Q2 <; llH <; O,OO i Je mouvement peut être turbulent ou laminaire; pour CR > 0.007 on a toujours le régime turlmlenl. Les valeurs 0,_002 et 0, 007' de T 1H correspomlf'11l respectivemf'nt à des valf'urs de 1.700 E' l 0.800 du nombre de Hev -nolds He en prenant v = ] ,2 X lo-• m" / sel'. "

Ces valeurs de H.c di Hf-rent cl 'a illeurs forte ­ment d'après les auteurs. Ainsi it la Versuchsan­stalt f iir \Vasserhau und Schiffbau à Berlin. ou indiquait comme valeurs limites de He

2.000 < He <; 7 .000.

M. Liudquisl qui se hase sur d'autres expé­riences ne conseille pas une si grande pruc!Pncc et propose comme limites :

500 < Re < 600.

Enfin on est souvent obligé d'avoir recours [t une grnérali-sation des lois de similitude. On considère des écoulements non plus géométrique­ment semblables mais anamorphosés el on adopte des échelle" différentes pour les dimensioi1s en plan el pour les hauteurs. Ainsi, dans le cas de fleuves larges et peu profonds , on est bien forcé, si l'on veut éviter la construction de modèles dont les dimensions en plan seraient exagérées. d'adopter une échelle en plan plus petite que l'échelle des hauteurs. dont la valeur limite est imposée par l 'obligation d'avoir une épaisseur d'eau suffisant e pour permettre de bonnes obser­vations.

A. in si, par exemple , on prendra 11 = 500 pour les climensious horizontales el m = 100 pour les profoncleurs.

IL fl roJnicnl rYidemrnrnl de cho isir le rapport -­m

aussi petit que possible. Pour un bon nombre de problèmes . relatifs par

exemple aux machines hydrauliques, aux écluses . aux siphons. aux bnrrages , etc .. l'approximation atteinte est ·satisfaisante . les règles de report sont suffisamment ex:actes et la méthode est suscep­tible de fournir des résultats quantitatifs. Il n 'en est pas de même clans les problèmes où les parois solides en contact avec 1 'eau sc modifient par suite de l'érosion des fonds ou elu dépôt de matériaux nouveaux. C'est notamment le cas pour t-outes les recherches d'lryclraulique fluviale relatives ù l'effet des courants sur le lit des fleuves à fonds mobiles ol1 il s'agit de maintenir de bonnes pro -

fondeurs pour la navigation. Les loi s de simili ­tude restent danf.' tou" ces cas la hase scientifique elu report des résultats d 'essais à la réalité . .\fais il est des circon,.tance" qui font qu'on ne peul jamais ré«liser. d'une façon complète la simili · tude entre les ouvrages ou les phénomènes natu ­rels , d 'une part. et les modèles que l 'on peut pra ­tiquement construire d«n s les laboratoires cl 'autn: parl .

Il en résulte que les expérience!' avec· déplace­ment de matrriaux lW donnent t'Il g·énéral qu e des indications d'ordre qna lil atif. Ce défaut ne saurait d'ailleurs réduire 1 'importance écono­mique de ce tt e catégorie d'essais. Ils 'agit en géné-­ral de projet~ cl ·ouvrages fort coùtE'nx: tels qu e des rectifications . des endiguemen ts de rivières , des amélioration s de fleuves el cl 'estuaires, des pro­jets de ports en plages mobiles. etc. , dont le su c­cès dépend cl 'tme séri e de facteurs d'appréciation difficile et qui soulèvent des problème!' elevant lesquels la théorie el ù. proprement parkr impuis­sante.

Le fait que l 'essai sur modèle donne des indi ­cations d'ordre qualitatif présente dès lors un très grand intérêt et permet l 'économie de sommes considérables . L'intérêt t'conomique des essais réside clans le fait qu ' ils cons ti tuent un élément d'apppréciation et qu'ils augmentent Lt probabi ­lité de voir les traYaux enYisagés couronnéR de succès. De plus. le modèle peul être modifié à peu de frais au cours des études, ce qui permet de comparer les effets de diverses solution s proposées el de cliscemer le rôle de certains facteurs. dont 1 'influence serait alJtrement ignorée ou so us-es ti ­mée.

On conçoit qu'il faut saisir toutes les occasions de confronter les résultats d 'u ne étude sur modèle avec les obsenations directes effectuées sur l 'ou­vrGge réel, constru it d'après l'essai sur modèle . Une telle vérification donne un controle rigou ­ren:x des règles de report basées sur les lois de similitude dont on a fait usage. Le fait qu'à l'heure actuelle on n'est. pas encore parvenu, dans de nombreux cas. tl baser ces règles de report sur des principes rigoureux: mais qu'on doit se contenter cle les établir d 'une manière semi­empiriquc, donne une importance capitale à ce genre de contrôle. Ces confrontations cependant demandent des recherches coùteu ses et bien sou­Yen! elles ne sont pas aisées ù faire sur les ouvrages en service . Celles qui ont été effectuées se rapportent surtout au groupe des phénomènes lQTlrauliques qui ne comportent pas de moclifi ­c«tion des surfaces solides fises ou mobiles en contact rn·ec le liquide. Pour ce genre de phéno­mènes la méthode des essais sur inoclèles a con­finné son aptitude à fournir des indication;-, d'ordre quantitatif su r les phénomènes qui se produisent dans l'ouvrage. ·

Le laboratoire des Ponts et Chaussées de Belgique a obtenu dans la réalité, certaines confirmatiom an sujet d'essai!' rentrant dam la catégorie de l'hy.

Scdion Cénic cit•il 5

draulique f!uYiale. ~ous donnerons r-i-dessous quelques précisions sur un cas particulier, l'essai sur fond mobile que le laboratoire des Ponts et Chaussées de Belgique a exécuté pour un tronçon de l'Escaut maritime n. proximité de Tm·monde en vue de faciliter le cours de l'Escaut mari time en aval du nouveau pont de Termonde. Dans les environs immétliats elu pont et dam la passe naYi-

l'effet de diverses modifications du lit du fleuve . Divers dispositifs ont été essayés et on s'est

arrèté finalement à un projet comportant des rives continues , les nouvelles rives présentant en aval de Termonde un ripage considérable par rapport aux anciennes.

Après exécution de ce projet on a pu vérifier que les prévisions du laboratoire étaient confir-

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0~--:5~~'0~_..15;.._..;;.20 m

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14 15

l . Hall d 'entrée. 2. Bureaux.

Vu e en plan

fi. Puil s d 'inspcclion . • . Chambre noire.

11. For~e. 1:1 . TraVail paraffine.

:). R P~e rYoirF- inférieur~ . 1-. :\latériaux .

8. >\pparcils de me~urc . J:L Ht; fet lolr<' ponr {)UYrien. 9. TraYail du bois. 14. Chaufferie.

.1. Puits de tarage . 10. Travail des mélam . 15 . 'lagasin.

gable de celui-ci, le courant de flot présentait une direction très défavorable pour la navigation. Le but fondamental de la recherche était clone d' améliorer la direction du courant de flot, tout en ne lli minuant pas les profondeurs offertes à la navigation. Les courants que l'on faisait couler dans le modèle étaient .choisis de façon à provo­C( Uer le charriage du matériau mobile constituant le lit de la maquette et à modeler dans ce lit une situation hsclrographic]ue offrant une bonne res­semblance avec celle de la réalité avant toute modification. On possédait ainsi une bonne base de départ et l'on pouvait étudier sur le modèle

mées en lous points tant pour les trajectoires des courants que pour les profondeurs du fleuve. On a donc ob tenu une bonne concordance générale entre la na ture el le modèle. L'emplacement du seuil, au point d'inflexion était bien celui qui avait indiqué l'essai et sa profondeur était un peu supérieur à celle qu'on avnit déduite du modèle. Le résultat des expériences était donc plutôt pessimiste, ce qui montre que la technique des essais sur modèle peut ètre utilisée avec con ­fiance quand on est parvenu à obtenir la simili­tude pour la situation avant toute modification.

Dans les essais relatifs à des ouvrages mari-

G Ce ntenaire de /' .'1 . 1. LÇJ. - Congrès 1947

tim es se pose le problèm e de la rPprodudio n d e~ h oules et de~ marées . La reprod uction et l' enre­g ist remen t de:< marées dans les modèles posen t des probl èmes particuli ers résolu " p ar des di s­pos itifs sp éciaux. ln prop agn lion . l'::nnorl i s~e­menl el la réflexion de la houle sont étudil'" ali moyen d 'appareils enr egistreun .

Parmi les expéri ences su r mod èles d · esluain·~ 80umi s à marée. il conYient de citer les étud e~ qui on l été fa ite~ au su;j eL de la SeYern en Angle­terre. En 1926 la Commission du Ba rrage de ht Severn a fait eon s tnrirf' 1111 m od.èlr à t'ch elh• rérluil e de l 'estuaire d r Lt SrYern rhn !" Ir lllll rk

l'ère des sprcu lat ion s incertaines e t df' l' empi­rism e es t r t' volu e et ce se ront les thror ie;: m ath t'­matiqu es l' l h'" n;sult a ts des expér if'n ces de labo­rato ire qui g uid e ront à l'a\ f' llir les in génieurs dan s l eur~ co ncept ion:;; su r les fl euves ù. m a rée c l dan ~ I 'P'XPl'll li on de" lr~1vaux qu'il s doivent' réa li se r .

-!. Stade actuel de la r echerche et perspectives d ' avenir

L ·ll s<~gc dPs modèl<'" réduits en h)·draulique flu, iale el m nritim e n p ce~~P de ~-t' l t>nd rP et dans

f 1r: . 2. - Yuc clan s Je pc lil h all. Au fond . sé ric dp résP r,·o i r~ supl;l' ÏL'ttr:::. :lsec g ro upL'S n lnl o-pnHl]JL'.

préùt'·lermiuer l 'effe l général probable de 1 ' intro­duction dans l 'estuaire d 'un banuge p our instal­lation marémotrice .

Le modèle elevait donner des info rm ation s sur les questions suivantes :

a) L'influence rh1 barrage sur le m ouvem ent des ban cs de sabl e et sur les dépô ts de Yase dans l'estuaire. tant en amont qu 'en aval de la r e te­nue·

b) L'influence du barrage sur l' amplitud e de la marée et sur les temps de. hautes r i basses mers en aval du barrage e l dnns le Las~ in à marée;

c) L 'effet sur les courants en amont et en aval du barrage:

d) La g randeur de la charge sur les tm ·hin e:;; à chaque instant d 'un cycle lunaire complet.

En ce qui con cerne les travaux de Géni e civ i l 0 11 in ter v iennent les phénomènes dus à la marée.

lou « les p a)·f' le nombre el l'importance des labo ­ratoire<; spéci ali sés s · LlCl~ roissen l constamment. Leur équipem ent offre la poss ibilité ch• fournir aux. problèm es d 'am én agem ent h ·ydraulique d es solutions efficaces. s1î res et économiques.

Les traYlHlX de r econ struction n écess it és par les destructions el les cl égradatiom causées par fai ls de g uerre au x aménagem ents fluvi aux et por ­tuaires n e doivent en aucun cas être entrepris san s aYoir donn é lieu au préalable à des étude!' sur modèles . de man ièr e à profite r des destruc­tions pour réaliser éC'onom iquement des am énage­m ents plus effi caces.

En Fran ce. un nouYeltu laboratoire a été ins­tall é par les Ponts et Ch aussée~ à f.ha ton. ]) ' antre part. l ' installation du Laboratoire Ce ntral cl Îl)' ·

draulique à Ma.ison- :\.Ifo rt. dans un ancien dépôt dr tramways Msaffeeté de l a Compagnie de Che-

Section Génie civil 7

min de fer Métropolitain a doté la France cl 'une installation comportant trois halls contigus de plus de 100 m X 20 m, non compris les locaux annexes. Ce laboratoire présente In plus vaste surface couverte de tous les établissement;;. simi­l aire~.

Parmi les études poursuh·ies a' 'ec succès dans

r-~ 1

1 -1 1

1 1 1

ii:

1 ~ 1

i-

Aux Etals-Cnis, les nombreux laboratoires exi~ ­tants ont contribué au cours des dernières année~ à 1:1. soluti on de multiples problèmes de construc­tion et d'aménagement. Certains de ces labora ­toires établis en plein air permettent b c,onstru c­tion de modèles de dimensions particulièrement développées .

1 -· - - -. --

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Canal de retour

QUAi [)( ROME

• FIG . 3.

LaLoraloire d'hydraulique. appliquée de 1 'universilé de Liège.

ce laboratoire , il faut citer les ess:1.is relatifs à la base d'hydraYions de Port-Lyautey (l\Iaroc ) , au port de Pointe-:\ oire (Afrique équatoriale fran­çaise) aux aménagements cl 'un fleuYe colonial en amont d'un barrage, à la construct ion du radier d'tm barrage en riYière , etc. Au laboratoire est annexé une section hydrographique et océanogra­phique et un service de contrôle des grands bar­rages et des installations hydrauliques.

En Belgique le laboratoire actuel de recherche~ hydrauliques elu Ministère des TraYaux publics a été construit à Anvers en 1938-1939. Il succède au laboratoire provisoire que le Ministère fil construire en 1933 et ses installations on l é l é déterminées après quelques années cl 'expérience acquise dans l ' installation primitiYe. Les figure s 1 et 2 donnent le plan général et une vue partielle des bâtiments définitifs .

8 Ccnlcnoirc rie 1'_-l. l. Lg. ·- Cong rès 1947

I\ous citerons quelques n:emples de problèmes qui ont été abordés par ce laboratoire à la demande de l'Administration des Ponts et Chams­sées.

Le laboratoire a étudié la formation de seuils sur l 'Escaut maritime et sur le Rupel , ainsi que le régime tles marées sur la :\fèthe inférieure, sur la Grande et sur la Petite ::\èthe, tributaires mari­times de l 'Escaut. Pour le moment fonctionne au Laboratoire un grand modèle cle l 'Escaut,

FIG. 4.

Lahuratoirl' d'hydraulique appliq u éL' de 1 'Cnhcrs ité de Liège.

reproduisant ce fleuYe , ainsi que tous ses affluents, depuis la mer à Flessingue jusqu ·au bar­rage de Gentbrugge à Gand. Ce modèle a surtout été const rui t en Yue cl ï nYestiger les changements que l ' endiguement des •< Tenes submergées de Saeftingen >> apporterait au régime ac tuel des marées.

Des essais ont été effectués pour déterminer les moyens qui peuYent ètre mis en œuvre pour combattre les affouillements qui apparaissent lorsqu 'on fait descendre un caisson de fondation dans une rivière. Ces expériences ont été entre­prises en relation avec la construction d 'une pile du nouveau pont de Termonde.

Dans Je même ordre cl ' idées le Laboratoire a

étudié le maintien des foncls de l 'Escaut, en vue de l'établissement d 'un nouveau pont à Tamise.

~lentionnons aussi une étude sur l 'enlèvement des atterrissements elevant une tête d'écluse par dispositif de chasse et la vérification des résultats obtenus par modèle à échelle réduite sur l 'ouvrage en Y raie grandeur, en 1 'occurrence la nouvelle écluse à sas qui relie un bassin à Ilot au chenal elu Port cl 'Ostende.

Citons également 1 ·essai concernant les débou­chés clans les tètes aval des aqueducs longitudi­naux des écluses du canal de la Nèthe à Duffel. Ce canal constitue la liaison entre le canal Albert à \'iersel et la ~èthe inférieure à Duffel. I/enlè­vement des dépôts de·vant les portes aval faisait aussi l'objet de cet essai.

Le laboratoire a entrepris l'étude d ' une batte­rie de siphons autoamorceurs à établi r sur le canal maritime de \Villebroeck à Bruxelles.

Des expériences ont été faites au sujet cln bar­rage de la Yesclre à Eupen et en vue de rechercher les moyens susceptibles d' amédiorer les condi­tions de navigation au pont de Jambes à Namur. Dans le mème ordre d'idée on a procédé à de~

· ess;~ i s relatifs nu pont de la Boverie à Liège. Citons encore ce rtaines expériences relatives

aux groupes cl ' écluses à Genk, Diepenbeek et Has­selt sur le Canal Albert ainsi qu'un essai en vraie grandeur concernant le revêtement du talus d'une digue submersible à r éaliser sur la rive droite de la Durme entre \Vaarmunster et Lokeren.

Le Laboratoire a étudié un canal V en luri à éta­blir dans la Senne . Il a égalem ent opéré le tarage d 'u n canal Yenturi dr,.;tiné au Zandbeek à Uccle­Bruxelles . Il a examin é un dispositif de canal Venturi pour le jaugeage des ruisseaux dont les eaux sont employées pour l'alimentation du canal de Bruxelles à Charleroi . Il a été effectué aussi Je tarage sur modèle des barrnges de Marcinelle sur la Sambre et de Gentbrugge sur l 'Escaut.

Le Laboratoire a longuement étudié la ques­tion de l 'amélioration de la rade de Zeebrugge sur le littoral belge ainsi que les modification s qu 'il se rait dési rable cl 'apporter à J'entrée elu port d'Ostende.

Citon s encore les problèmes posés par la prise d 'eau d'Aa à Anderlecht (canal de Bruxelles à Charleroi ) , le débouché du canal Viersel-Nèthe rlans la Nèth e inférieure à Duffel, Je débouché d 'un canal de contourn emen t autour de Gand dan s 1 'Escaut à :\Ielle et la prévention des affoui l­lements, qui, en l ' absence de précautions, se pro­duiraient à J'aval du barrage des Grosses Battes sur l 'Ourthe à Angleur par la mise en service. lors de s crues, des deux pertui s de riYe gauche de ce barrage.

Il faut y ajouter : la mesure par essais sur modèle des débits passant. par le barrage de Gent­brugge. des essais relatifs à l'écluse d e Zwijnaarde sur le H.ingvaart (Gand) (efforts sur les bateaux pendan t 1 'éclusage; vidange par les portes aval) à la répart ition des salin ités clans J'Escaut m ari-

St'rfion Génie cit•if !)

lime el ses affluent;, soumis à marée , au jaugeage des eaux de drainage du barrage de la Gileppe et à divers jaugeages pour le barrage d'Eupen .

Les Laboratoires des Universités de Bruxelles. Gand et Liège sont conçus à la fois pour apporter it l 'enseignement une aide efficace, pour per­mettre des travaux de recherche et pour collabo­rer ~t la résolution de problèmes pratiques de la technique des travaux hydrauliques .

Les figures 3 et 4 donnent une coupe et une vue partiell e des installations elu laboratoire de Liège.

L'institution de ce laboratoire a été proposée dès 1921 , par l\J. F. Campus, professeur à l'Uni­Yersité de Liège, clans un rapport adressé aux autorités académiques. Les études en vue de son installation et de son équipement se sont pour­suides clè>: 1931 , et il n élé inaugurée en 1931.

Tous les élèves ingénieurs ciYils des construc ­tions et les élèves-conducteurs civils effectuent all laboratoire ou clans un cours d 'eau au moven du matériel du laboratoire, les principélles n;e;,ures de grandeurs hydrauliques.

Parmi les travaux poursuiYis clans ce labora­toire citm1s le tarage des installations de mesure de débits par déversoi rs en mince paroi rectan­gulaires , circulaires et triangulaires. des mesures systématiques sur divers modèles de canaux Ven-

tu ri, des me su res de filtration à travers des milieux poreux perméables , des recherches sur l' écoulement clans un canal à déversoir latéral. Des essais sur modèle y ont été effectués pour l'étude de la protection contre les affouillement~ elu radier elu barraQ·e de -:\Ionsin sur la Meuse el pour la disposition ~du radier de chute d'un bar­rage déversoir clans le ruisseau de la Rochette 1J Ivoz-Ramet.

Les graves clég-àts causés à ce laboratoire par les bombardements de 19-1-! ont malheureusement interrompu son acti.-ité pendant une période assez longu e.

Les laborat oires uniwrsitaires on l m • role essentiel à jm1er dans l'enseignement de 1 'h·yclrau­lique fluviale et maritime. Ils permettent aux étudiant" cl' obserwr les phénomène>: nnturels clans des conditions idéales.

Dans cel esprit l'équipement elu laboratoire de Liège a été spécialement étudié et les tarages y ont été réalisés awc un soin tout particulier en n1e de développer la. rigueur et ]a précision des mé­thodes de mesure employée.

Signalons enfin que le .-olume 3 du Bulletin rie l 'Association intcmationalc de Recherches pour Travaux hydrauliques sera relatif à l 'ensemble des recht>rches effectuées dnns les laboratoires européens entre 19:38 et 1947 . .