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Laboratoire d’hydraulique appliquée – Modèles réduits physiques

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Le CACOH, un laboratoire d’hydraulique de réputation mondiale fondée sur près de 85 ans d’expérience

Le laboratoire d’hydraulique appliquée de CNR a été créé en 1936 pour étudier et valider la conception hydraulique de l’ensemble des ouvrages de production hydro-électrique et de navigation du Rhône à l’aide de modèles réduits physiques.

Le périmètre d’intervention du laboratoire d’hydraulique de CNR s’est rapidement étendu à d’autres territoires et à d’autres problématiques pour faire bénéficier de l’expertise technique incomparable de CNR à tous les maîtres d’ouvrages et développeurs désireux d’optimiser efficacement la performance d’aménagements hydrauliques en projet, notamment en termes de :

  • Dimensionnement,
  • Fonctionnement hydraulique,
  • Impacts hydrodynamique et sédimentaire à long terme,
  • Conditions de réalisation,
  • Coûts de construction et d’exploitation.

C’est quoi un modèle physique hydraulique ?

Un modèle physique hydraulique est un outil permettant d’étudier un tronçon de rivière ou de concevoir un ouvrage hydraulique à l’aide d’une maquette physique construite à une échelle réduite. La modélisation physique hydraulique s’appuie sur des lois de similitudes qui permettent de reproduire, à une taille réduite, les conditions d’écoulement et de transport solide au sein d’un système naturel en garantissant la représentation des forces prépondérantes régissant le mouvement de l’eau et des sédiments selon des proportions adéquates.

Le CACOH, un laboratoire d’hydraulique couvrant un vaste champ d’études et de services

L’expertise du laboratoire d’hydraulique appliquée de CNR couvre les champs d’études suivants : 

  • Projets hydroélectriques : prises d’eau, canaux et digues d’amenée, galeries et puits en charge, centrales hydroélectriques, mesures de performance sur sites…
  • Barrages et réservoirs : évacuateurs de crue, vidanges de fond, vannes de régulation, bassins amortisseurs, ouvrages de dissipation d’énergie, alluvionnement des retenues…
  • Aménagements fluviaux : seuils, ouvrages de franchissement de vallées fluviales, pièges à flottants, digues de protection contre les crues, passes à poissons…
  • Hydromorphologie : continuité sédimentaire, morphodynamique fluviale, restauration écologique de cours d’eau…
  • Erosion et sédimentation : pièges à sédiments, piles de ponts, enrochements, épis…
  • Hydraulique torrentielle : plages de dépôt, canalisations, aléas torrentiels, barrages naturels…
  • Ouvrages de navigation : canaux, écluses, voies navigables, ouvrages de régulation…
  • Hydraulique urbaine : prises d’eau, puits de chute, déversoirs d’orage, stations de pompage, ouvrages d’assainissement complexes…

Le CACOH, un laboratoire d’hydraulique expert en modélisation physique hydraulique et modélisation hybride

Le modèle physique hydraulique est un outil compétitif et fiable pour optimiser la performance et le coût d’ouvrages complexes mais également pour modéliser de manière pertinente le transport sédimentaire en rivières et en torrents. Le modèle physique hydraulique permet de tester une gamme très étendue de solutions techniques et d’explorer en toute sécurité des scénarios extrêmes. Le modèle physique hydraulique est aussi un outil de communication et de concertation très efficace pour accompagner les décideurs dans leurs choix technico-économiques.

Malgré l’accroissement des capacités techniques en modélisation mathématique, le modèle physique hydraulique reste un outil incontournable dès lors qu’il s’agit de concevoir un aménagement hydraulique siège d’écoulements complexes ou susceptible d’avoir un impact hydrodynamique ou sédimentaire difficile à anticiper à long terme.

Loin de s’opposer, les modèles réduits physiques et les modèles numériques sont aujourd’hui devenus très complémentaires et sont bien adaptés à une utilisation conjointe pour la simulation des phénomènes hydro-sédimentaires les plus délicats. On parle alors de modélisation hybride.

C’est quoi un modèle hybride ?

La modélisation hybride consiste à coupler un modèle physique avec un ou plusieurs modèles numériques afin d’optimiser la qualité des résultats, la durée et le coût d’une étude en comblant les points faibles d’un modèle par les points forts d’un autre. Ce type de modélisation permet notamment d’étendre l’emprise d’un secteur modélisé par imbrication de modèles et/ou d’échelles, d’évaluer et de corriger certains effets d’échelles ou de réaliser une validation croisée des résultats.

Le CACOH, un laboratoire d’hydraulique doté d’équipements d’essais et de mesure à la pointe de la technologie

Les modèles réduits physiques conçus par l’équipe du laboratoire d’hydraulique de CNR utilisent des équipements d’essais et de mesure qui vont des appareillages standards aux technologies les plus en pointe dans le domaine :

  • Station de pompage et tour d’alimentation à niveau constant alimentant les modèles jusqu’à un débit de 700 l/s,
  • Débitmètres électromagnétiques,
  • Système d’acquisition de données (niveaux, pressions, vitesses, débits, efforts…) en temps réel,
  • Matériaux naturels ou artificiels permettant la reproduction adéquate de situations sédimentaires très variées dans les études de transport solide,
  • Sondes à ultrasons et capteurs de pression à haute fréquence pour la mesure des niveaux,
  • Mesures de vitesse par laser, PIV (Particle Image Velocimetry), LSPIV (Large Scale Particle Image Velocimetry),
  • Vélocimétrie ultrasonique à effet Doppler pour mesurer la vitesse de l’eau en mouvement sans en perturber le cours,
  • Systèmes de levé automatique des fonds émergés et immergés : échosondeurs à ultrasons, tachéomètres laser, photogrammétrie en eau et hors eau…

Entrer en contact avec le CACOH

Contact commercial : 04 72 00 68 15


Chiffres-clés

  • 3 000 m² surface totale du hall d’essais
  • 700 l/s capacité d’alimentation
  • 2 circuits de pompage indépendants
  • 1 canal vitré de grande capacité
  • 1 plateforme hydro-sédimentaire modulable
  • 1 atelier de façonnage multi-matériaux
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