1. Les ouvrages de prise d'eau utilisés dépendent du type d'étang. Vous avez appris que l'alimentation en eau d'un étang piscicole peut avoir différentes origines (voir chapitre 1). Plusieurs types d'étangs ont été définis en fonction de leurs ouvrages de prise d'eau:
Types d'étangs
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Note: Si l'approvisionnement vient d'une retenue, les ouvrages de prise d'eau font habituellement partie du système permettant de libérer l'eau de la retenue dans le canal d'alimentation des étangs. Il s'agit par exemple des ouvrages suivants:
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2. Les principaux éléments d'une prise d'eau sont les suivants:
3. Il existe de nombreux types d'ouvrages de prise d'eau; certains d'entre eux sont compliqués et nécessitent l'intervention d'un spécialiste pour leur conception et leur construction. Le présent manuel se concentre sur des types d'ouvrages relativement simples (voir tableau 31) que vous pouvez construire vous-même ou avec l'aide d'un bon maçon.
4. Les prises d'eau principales servent à régler globalement et à dériver l'alimentation en eau d'un étang ou d'un groupe d'étangs. Dans nombre de cas, elles se distinguent des ouvrages de transport de l'eau (voir chapitre 8) et des ouvrages d'arrivée plus petits (voir chapitre 9), qui approvisionnent et règlent le débit d'alimentation de chaque étang individuellement.
5. Une prise d'eau a essentiellement pour rôle d'assurer une alimentation régulière en eau, susceptible d'être réglée en fonction des conditions présentes.
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6. Le site de l'étang et son canal d'alimentation déterminent habituellement l'emplacement de la prise d'eau principale. Si l'étang doit être construit le long d'un cours d'eau, mieux vaut choisir un site possédant les caractéristiques suivantes:
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Note: Evitez les grosses rivières dont le niveau est variable. Veillez tout particulièrement à ne pas installer la prise d'eau principale au-dessus du niveau minimal des eaux.
1. Il y a deux principaux types de prises d'eau:
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une prise d'eau à niveau régularisé, comportant en aval un ouvrage de dérivation dans le cours d'eau pour y maintenir les niveaux d'eau dans diverses conditions de débit; ce système plus onéreux mais plus fiable garantit un approvisionnement en eau constant. |
2. Dans l'un et l'autre cas, les points Importants à prendre en compte sont les suivants:
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3. Avec un système de prise d'eau à niveau libre, vous devez vous assurer que le niveau d'eau dans la source d'alimentation est toujours suffisant pour vous permettre de puiser de l'eau à la profondeur souhaitée. Vous devez également vous assurer que la prise d'eau ne risque pas d'être noyée. Comme nous le verrons ultérieurement, vous pouvez régler l'alimentation par une vanne.
4. Avec un système de prise d'eau à niveau contrôlé, vous pouvez définir le niveau d'eau en fixant le niveau de l'ouvrage de dérivation. Les points ci-après sont alors très importants.
a) Examinez les profils longitudinaux et transversaux de la vallée en amont, afin de déterminer l'étendue de la zone inondée créée par l'ouvrage de dérivation proposé (voir manuel 16, la topographie, chapitre 8).
b) Cherchez à installer l'ouvrage de dérivation approximativement au niveau minimal nécessaire à l'écoulement de l'eau dans le canai d'alimentation.
c) Veillez à une évacuation correcte des eaux de crue, soit par un déversoir, soit par un canal latéral (voir chapitre 11). Si l'ouvrage est construit dans un matériau mou, facile à éroder (terre ou argile), mieux vaut recourir à un canal latéral.
Note: Si l'ouvrage de dérivation doit être construit moins haut pour réduire l'étendue des inondations en amont, vous pouvez être amené à élargir le canal d'alimentation pour obtenir le débit souhaité (voir section 8.2).
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5. Les méthodes à utiliser pour déterminer les niveaux relatifs sont exposées dans le manuel 16, la topographie. Utilisez dans la mesure du possible les informations fournies sur place. Vous devriez idéalement installer des jauges de débit et des stations de mesure du niveau d'eau (voir, par exemple, manuel 4, L'eau, section 3.6).
1. Plus la prise d'eau est large, moins la perte de charge* sera forte lorsque l'eau coule vers les étangs. Ce facteur peut avoir de l'importance en cas de très faible charge.
2. Dans la plupart des cas, toutefois, la prise d'eau a environ la même largeur que le canal d'alimentation qui lui est relié. La taille de ce dernier est fixée en fonction du débit souhaité (voir section 8.2). Si le canal d'alimentation est particulièrement large, ou si vous souhaitez accroître la perte de charge au niveau de la prise d'eau (par exemple, si le niveau externe de l'eau est nettement supérieur à celui requis dans le canal d'alimentation), la prise d'eau peut être plus étroite que le canal d'alimentation. En général, une prise plus étroite est plus facile à régler, car les planchettes ou les commandes de vannes sont plus faciles à manoeuvrer.
3. A titre d'indication approximative, le graphique 6 donne les
débits types dans les ouvrages de prise d'eau, pour différentes pertes de charge.
Cette perte de charge doit être ajoutée à la perte de charge du canal d'alimentation
(voir section 8.2) pour déterminer les niveaux relatifs de la prise d'eau et
des étangs.
Exemple
S'il y a 0,20 m entre le niveau minimal de la prise d'eau et le niveau de l'alimentation de l'étang, il faut un débit de 0,25 m3/s. Il est établi que la perte de charge dans le canal d'alimentation due à la pente du fond (voir section 8.2, paragraphe 8) est de 0,15 m. La perte de charge admissible dans la prise d'eau se limite donc à 0,20 m - 0,15 m = 0,05 m ou 5 cm. Pour assurer le débit requis, la prise d'eau devra avoir une largeur d'au moins 0,40 m ou 40 cm (voir graphique 6).
4. Les ouvrages régulateurs de prise d'eau sont décrits ultérieurement (voir sections 7.6 et 7.7). Vous étudierez tout d'abord les ouvrages de dérivation utilisés pour les prises d'eau principales (voir tableau 31)
1. Les ouvrages de dérivation simples peuvent être construits avec différents matériaux. Bien adaptés pour retenir l'eau, ces matériaux ne devraient toutefois pas être utilisés si l'ouvrage est régulièrement submergé.
2. Vous pouvez bloquer complètement le chenal d'un petit cours d'eau avec un barrage en terre (voir section 6.1). Procédez de la façon suivante:
a) Concevez la digue du barrage comme celle destinée à un étang de barrage.
b) Déviez le cours d'eau autour du site. Cela sera plus facile lorsque le débit est minimal, par exemple vers la fin de la saison sèche.
c) Jalonnez la base de la digue, élevez l'ouvrage en terre et construisez la digue à travers le lit du cours d'eau.
d) Construisez l'ouvrage de prise d'eau, le canal d'alimentation et son déversoir suffisamment loin des étangs.
e) Retirez progressivement la digue provisoire, laissant ainsi le cours d'eau se réinstaller dans son lit d'origine et remplir d'eau le canal d'alimentation.
Note: Si nécessaire, utilisez des pierres ou des morceaux de roche pour protéger le versant mouillé de la nouvelle digue.
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3. Vous pouvez également bloquer le chenal d'un petit cours d'eau au moyen d'une double rangée de piquets de bois ou de bambou attachés par des lianes ou des plantes grimpantes souples; entassez des mottes de terre argileuse entre les rangées de piquets pour éviter les infiltrations.
4. N'oubliez pas que:
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5. Vous pouvez procéder différemment pour construire un barrage, en employant des planches et des piquets en bois. Ce type de barrage peut être facilement retiré à la saison des pluies lorsque le niveau du cours d'eau commence à monter.
6. Deux types de barrages en planches sont présentés ici. Dans le cas du premier type, les planches sont assemblées avec une légère inclinaison et consolidées par du bois d'oeuvre. Dans celui du second type, elles sont maintenues en place à l'intérieur d'une construction légère de rondins et peuvent être enlevées en soulevant une planche après l'autre.
a) Les planches doivent être bien enfoncées dans le sol, l'une à côté de l'autre.
b) Les joints entre les planches peuvent, si nécessaire, être remplis d'argile grasse pour améliorer l'étanchéité du barrage.
c) Vous pouvez également réduire les infiltrations à l'aide de feuilles de polyéthylène de moyenne à forte épaisseur, de sacs qui se chevauchent, de chambres à air ou de bandes de feutre goudronnées usagées, ou encore de matériel d'emballage.
d) Le niveau de l'eau dans le chenal de la rivière peut être relevé pour atteindre 0,8 à 1 m de profondeur.
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1. Ces ouvrages peuvent servir à la fois d'ouvrage de retenue et de déversoir.
5. Vous avez appris précédemment comment construire des gabions (voir section 3.7). Dans de petits cours d'eau dont le débit maximal n'excède pas 100 l/s, ces gabions peuvent jouer un rôle très efficace, consistant à dériver partiellement l'eau, et servir de déversoir au moment des crues. Leur emploi est particulièrement indiqué s'il y a des cailloux dans le lit de la rivière et quand on peut trouver des pierres sur place.
6. Procédez de la manière suivante:
a) Lorsque le débit d'eau est minimal, dérivez le cours d'eau autour de l'ouvrage.
b) Jalonnez la base du barrage que vous souhaitez construire, par exemple une surface rectangulaire de 3 m de large en travers du lit du cours d'eau, à angle droit par rapport au courant.
c) Sur cette surface, préparez une plate-forme horizontale à environ 0,5 m de profondeur sous le lit du cours d'eau.
d) Construisez la fondation du barrage sur la plate-forme horizontale, en installant une couche de gabions minces (2 m x 1 m x 0,5 m), comme expliqué à la section 3.7 de ce manuel.
e) Au-dessus de cette fondation, construisez la structure du déversoir au moyen de deux couches de gabions minces (2 m x 1 m x 0,5 m), placés en travers et sur la partie amont de la fondation. Ancrez bien ces paniers dans les berges du cours d'eau et l'un dans l'autre.
f) Si nécessaire, protégez les berges au-dessus de la seconde couche par des couches latérales supplémentaires de gabions minces (2 m x 1 m x 0, 5 m). Remplissez les intervalles de terre argileuse compactée.
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1. Les ouvrages de dérivation réglables sont plus onéreux et plus complexes à construire, mais ils assurent une régulation plus facile et plus précise du niveau d'eau dans la rivière. Ce sont des ouvrages permanents composés de béton armé et de planches amovibles. Les paragraphes qui suivent décrivent deux modèles simples d'ouvrages de dérivation réglables. Ces modèles peuvent être modifiés en vue de leur adaptation aux conditions locales.
Barrage à deux piliers |
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2. Vous pouvez construire un barrage étroit réglable de 2,5 à 3 m de long et de 1 à 1,5 m de haut, en utilisant du béton armé et de solides planches de 5 cm d'épaisseur. 3. Pour réaliser un barrage formé de deux piliers de 1 m de haut et de planches de 1 m de long, vous devrez employer les matériaux suivants:
Une autre solution envisageable consiste à utiliser un treillis d'armature, par exemple à mailles carrées de 10 cm de côté et de 6 mm d'épaisseur. |
Plan d'un barrage à deux piliers
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Construction d'un barrage à deux piliers
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Placement de l'armature
en fers à béton pour un barrage à deux piliers |
Barrage à trois piliers |
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4. Vous pouvez construire un barrage d'ouvrage de dérivation plus large et règlable, de 4 à 7 m de long et de 1 à 1,5 m de haut, en utilisant deux piliers latéraux en béton et un ou plusieurs piliers centraux, reliés par deux séries de fortes planches de 5 cm d'épaisseur. 5. Pour un barrage de 1 m de haut, construit avec des planches de 1 m de long et comportant un piller central, vous aurez besoin des matériaux suivants:
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fers transversaux:
piliers extrêmes: 15,2 m + 10,8 m = 26,0 m
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Plan d'un barrage à trois piliers
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6. Enterrez les fondations du barrage dans le lit du cours d'eau à sec, en les ancrant aussi profondément que possible dans une base solide. Le niveau supérieur de la fondation doit se situer à environ 5 cm sous le niveau du lit du cours d'eau.
7. Construisez chaque pilier dans les berges du cours d'eau. Si nécessaire, édifiez des ailes latérales en pierre ou en béton. Vous pouvez également employer des planches supplémentaires et combler les interstices avec de la terre argileuse soigneusement compactée. Pour éviter l'érosion, renforcez les berges du cours d'eau près de chaque pilier en les protégeant avec des pierres.
8. Pour faire les coffrages de béton et bien fixer les armatures, vous aurez besoin de l'aide d'un bon maçon.
Note: Si vous doutez de la stabilité du lit du cours d'eau, il peut s'avérer plus prudent d'assembler les fondations de manière à former une dalle unique sur toute la largeur du cours d'eau. Cela exigera davantage de matériaux mais permettra de conserver un ouvrage de forme régulière en cas d'érosion du lit.
Construction d'un barrage à trois piliers
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1. Les sections précédentes vous ont indiqué comment choisir l'emplacement et la taille des principaux types d'ouvrages de prise d'eau. Nous allons étudier maintenant les types d'ouvrages à utiliser. Il en existe essentiellement deux:
2. Vous pouvez régler le débit d'eau principalement de deux manières:
3. Ces deux systèmes sont installés dans des structures fixes en bois, briques, parpaings, béton ou acier, comme les ouvrages de dérivation réglables décrits à la section 7.5. Les structures comportent un ou plusieurs jeux de gorges ou de rainures d'ancrage de chaque côté de l'ouvrage de régulation, comme illustré ci-après. Note: Une prise d'eau peut également être réalisée avec un bras pivotant ou un tuyau souple (voir section 10.3). Un tel système est moins courant comme prise d'eau principale, mais peut convenir à la régulation de débits d'eau moins importants. Les capacités de débit de tuyaux de ce type sont indiquées dans la section 3.8, tableau 13. |
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4. Alors que les vannes murales sont généralement conçues pour être strictement étanches dans différentes circonstances, la parfaite étanchéité des planchettes est difficile à assurer, en particulier dans le cas de vannes assez larges dont les planches risquent davantage de se gauchir et de se déjeter. Une amélioration utile consiste à employer des rabats d'étanchéité constitués de feuilles de polyéthylène lourd ou de vieilles chambres à air. Habituellement, ces ouvrages comportent toutefois trois jeux de rainures parallèles, deux pour glisser une grille et une série de planches à l'intérieur ou à l'extérieur, et une pour ajouter une seconde série de planches lorsqu'il faut interrompre complètement le débit d'eau dans le canal d'alimentation.
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5. Le débit qui traverse un ouvrage de ce type en position ouverte peut être évalué à l'aide du graphique 6. Le système de régulation des prises déversoirs à planchettes agit comme un petit déversoir dans lequel le débit varie en fonction de la largeur de la planchette et de la hauteur d'eau qui s'écoule par-dessus (voir section 3.6). Le tableau 32 col indique des valeurs types. Dans le cas des prises de fond telles que les vannes murales, le débit dépend de la différence de charge de part et d'autre de la vanne et de la taille de l'ouverture. Le tableau 33 indique des valeurs types.
6. Il faut toujours veiller à réduire au maximum l'érosion car la vitesse du courant peut nettement augmenter autour des vannes. En règle générale, sauf configurations particulières (consultez un spécialiste de l'hydraulique), vous devez limiter à 80 cm la chute de l'eau dans la prise.
1. S'il y a un risque d'écoulement turbulent, les côtés et la sortie de l'ouvrage peuvent être renforcés avec du bois, du béton armé léger, des briques ou des galets coulés dans du ciment.
2. Les ouvrages de prise d'eau peuvent être protégés de plusieurs façons contre les débris tels que feuilles ou branches et contre l'érosion du courant. Des grilles ou des dispositifs protecteurs peuvent être utilisés contre les débris dans la plupart des cas, tandis que gabions, empilement de bois ou de bambous ou enrochements peuvent servir à protéger contre l'érosion.
3. Les grilles peuvent être installées de plusieurs manières, la plus courante étant la pose d'une simple grille verticale; elles peuvent aussi être montées horizontalement, inclinées ou placées dans la base du cours d'eau d'alimentation.
4. Très souvent, on utilise une grille simple, constituée habituellement de barres d'acier de 6 à 8 mm de diamètre, séparées de 20 à 35 mm. Cela suffit à retenir les objets les plus gros. Si des particules plus petites doivent être écartées, on peut alors installer soit une grille supplémentaire dont les barreaux sont plus fins (par exemple, de 4 à 6 mm de diamètre) et plus rapprochés (de 5 à 10 mm), soit un treillis métallique. Cette grille supplémentaire peut être montée dans la grille principale ou être intégrée à l'ouvrage de prise proprement dit.
5. Pour les ouvrages simples, la grille a environ la même surface transversale que la prise d'eau principale. Pour améliorer l'écoulement et assurer que la grille joue son rôle, même quand elle est partiellement obstruée, on lui donne une surface souvent supérieure à celle de la prise d'eau, par exemple avec des grilles inclinées disposées en V ou horizontales (voir la section 2.9 du manuel 21, La gestion).
6. N'oubliez pas que si la grille commence à s'obstruer, elle risque de diriger l'eau vers les canaux de dérivation et de réduire ainsi l'écoulement destiné à l'alimentation des étangs.
7. On peut nettoyer la grille soit en la sortant des glissières et en la brossant, soit en relevant la partie articulée d'une grille horizontale ou inclinée, ou encore en installant la grille de manière que le courant la débarrasse des saletés. Il existe également des grilles automatiques, mais l'étude de ces installations spécialisées sort du cadre du présent manuel.
8. La protection des ouvrages de prise d'eau peut être assurée de plusieurs manières.
9. Les parois peuvent être protégées par un assemblage plus léger constitué de bambous, de nattes tissées ou de piquets et de planches. Assurez-vous que ce dispositif est bien fixé et ne laisse pas l'eau s'infiltrer derrière: l'érosion risque alors d'être rapide, et l'ouvrage perdrait toute efficacité une fois sa résistance altérée.
10. Des poteaux, des planches assemblées ou des piquets peuvent être plantés dans le cours d'eau ou le long de ses berges; bien placés, ils réduiront l'érosion. Placés en travers au voisinage d'une prise d'eau, ils peuvent aussi faire office de grille rudimentaire en empêchant les débris gros et lourds de s'introduire dans cette zone.
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11. On peut installer des gabions autour de la prise d'eau, notamment pour détourner l'eau, par exemple en cas de fort courant contre une berge. | 12. Les grosses pierres ou les moellons éventuellement disponibles sur place peuvent également être employés. En général, plus les pierres sont grosses, plus la protection qu'elles assurent est bonne. | |
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