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"Le plein, s'il vous plaît…"

Dans moins d'un mois, le canal de la Deûle à l'Escaut sera doté d'un système d'alimentation en eau flambant neuf qui devrait suffire à faire passer les bateaux jusqu'en 2050. Chacune des 13 écluses entre Wasquehal (écluse du Trieste) et Pecq (écluse de Warcoing, en Belgique) est équipée d'une station de pompage. Deux pompes recycleront l'eau qui est consommée chaque fois que l'écluse est vidée dans le bief aval. Ce volume d'eau (la "sassée" ou "bassinée") représente entre 400 et 700 m3 d'eau. Rappelons que le simple remplacement du volume d'eau consommé par la bassinée ne suffit pas à maintenir le "plein d'eau" des biefs, car il y a aussi des pertes dues à l'évapotranspiration et aux fuites. C'est la compensation des pertes considérées comme "définitives" qui utilise la ressource en eau complémentaire de la station d'épuration du Grimonpont.

Aujourd’hui l’ensemble du génie civil est terminé et les pompes sont installées à chacune des 10 écluses en France. L'ouvrage fait une masse impressionnante, surtout à l'écluse du Trieste à Wasquehal, où l'ensemble de la station avec son puits en béton pèse 110 tonnes. Les stations ont été réalisées selon la méthode dite du "havage" (aussi connu sous le nom du procédé "Benoto", ou "cut and lower" en anglais), qui consiste à terrasser par tronçons successifs en profondeur, assurant ainsi les meilleures conditions de sécurité pour les ouvriers. Section par section, on a réalisé le coffrage (voir photo), coulé le béton dans le coffrage, décoffré, puis creusé à l’intérieur de l’enceinte ainsi créée. La station descend toute seule par son poids.



Ferraillage en attente dans le coffrage du puits de la station de pompage à l'écluse du Trieste (Wasquehal).

À l'extérieur de ce puits on trouve côté aval la conduite d'aspiration, et côté amont la conduite de refoulement par laquelle l'eau est recyclée vers le bief amont.



Les clapets anti-retour et la conduite de refoulement à la sortie de la station de l'Union

Dommage que les navigateurs ne verront pas l'étendue de ces travaux, ni les conduites et les vannes joliment peintes en bleu et en rouge. Ils ne mesureront pas non plus la complexité de ce système, dont les études ont été confiées à la société Amodiag Environnement de Valenciennes.

Il fallait composer avec les différentes hauteurs des écluses (entre 2 m et 3m50) et trouver le juste équilibre entre coûts du pompage (investissement et fonctionnement) et gêne pour la navigation provoquée par la variation du niveau des biefs. Les concepteurs, avec les ingénieurs de VNF et du MET, ont arrêté le principe d'automatisme matérialisé par le schéma suivant. On comprend bien qu'il aurait été aberrant de vouloir remonter instantanément dans le bief amont l'eau vidée en 5 minutes du sas d'une écluse. Il aurait fallu alors pomper 2000 litres par seconde ! En installant des pompes qui assureront un dixième de ce débit, il s'ensuit qu'il faudra 40 ou 50 minutes avant que le bief amont trouve son niveau normal. D'où la notion de "marnage" illustrée par le schéma. On admet finalement que les biefs puissent s'approcher de la limite inférieure en fin de journée, et que les pompes continuent de fonctionner pendant quelques heures en soirée, pour "refaire le plein".

Un problème supplémentaire se posait à l'écluse du Trieste, où il faut récupérer la totalité de la bassinée en temps réel, car le pompage depuis la rivière Marque, dont l'eau est de moins bonne qualité, est exclu. La station de pompage fonctionnera ainsi en circuit fermé à cette écluse. L'aspiration est ainsi branchée directement dans le sas de l'écluse et non dans le bief aval. Là encore, il fallait trouver le bon compromis entre coûts et performance. La capacité de chacune des deux pompes sur cette écluse est de 360 litres par seconde. Il faudra donc une vingtaine de minutes pour vider cette écluse, durée acceptable.

Fonctionnement du système

Chaque station est équipée d’un automate qui règle le débit de pompage en fonction des niveaux d'eau dans les biefs amont et aval, mesurés par des capteurs. Avec cet automate programmable, la station est déjà "intelligente" : dès que le niveau du bief amont descend sous le niveau programmé, l’automate déclenche les pompes. Le plus souvent, c’est une réaction en chaîne qui s’enclenchera, l'eau remontant d'écluse en écluse pour réalimenter le bief de partage. Ce bief, au "sommet" du canal, conserve par ailleurs sa fonction historique de réservoir, avec une tranche d'eau supplémentaire de 30 cm, soit 25 000 m3.

À terme, l’ensemble des automates sera relié au centre de gestion de l’Union, installé dans l’ancienne maison éclusière, et la gestion sera centralisée. En attendant, chaque station est équipée d’une ligne téléphonique qui permet une gestion manuelle par télécommande en cas de besoin.

Pour assurer un fonctionnement fiable, le système comporte plusieurs dispositifs de sécurité. Une première grille sur l'entrée de la conduite d'aspiration retiendra les bouteilles, canettes et autres déchets. Une deuxième grille plus fine à l’entrée même de la pompe retiendra les végétaux (notamment la jussie). Il s'ensuit que les équipes d'entretien auront à nettoyer ces grilles à intervalles réguliers. Ensuite, la conduite de refoulement, par laquelle l'eau pompée est déversée dans le bief amont, est équipée d'un clapet qui en cas d'arrêt de la pompe empêche l'eau de refouler vers l'aval.

Les concepteurs ont aussi prévu une manutention facile en cas d’intervention sur les stations. Des crochets permettent de remonter les pompes par le haut, de fermer ou d’ouvrir les vannes sur les conduites, de baisser ou remonter les grilles de sécurité.

La commande des stations de pompage depuis le centre de gestion, ce sera pour demain.
En attendant, chaque station est elle-même "intelligente", grâce à un automate programmable.

Fin des travaux et tests

Restent quelques finitions à engager. Il faut installer les armoires électriques et quelques équipements de sécurité. À partir du 22 mars, VNF procédera à la remise en état des terrains (réensemencement des talus) et commencera la phase des tests. L'analyse du comportement du système de pompage permettra de régler les paramètres de programmation. Après avoir testé le système, le gestionnaire disposera de plusieurs dispositifs pour parer à d'éventuelles insuffisances. Il sera notamment possible de relever le niveau des biefs en ajoutant des poutrelles sur les portes des écluses. Trois poutrelles de "surverse" relèveraient ainsi le bief amont de 20 ou 30 cm, constituant une réserve supplémentaire si nécessaire.

Contexte historique

Le système d'alimentation en eau du Canal de la Deûle à l'Escaut n'est pas nouveau dans son principe. Tous les canaux à point de partage doivent être alimentés au bief dit "de partage", d'où l'eau s'écoule par les éclusées des deux côtés. Dans les siècles passés, jusqu'à la révolution industrielle, il fallait amener l'eau gravitairement au point de partage, depuis des retenues aménagées dans les vallées au-dessus. C'est ce que Pierre Paul Riquet a si brillamment réalisé dans la Montagne Noire à partir de 1662, pour le Canal du Midi. Exceptionnellement, la force hydraulique pouvait seule assurer le relèvement de l'eau sur une certaine hauteur, comme depuis la Seine à Port-Marly (pour l'alimentation des bassins du Château de Versailles) ou depuis la Marne près de Meaux, pour l'alimentation du Canal de l'Ourcq. L'invention des machines à vapeur a permis de relever des débits plus conséquents. C'est le cas de l'usine élévatoire du Canal de Roubaix à Lille, qui prendra sa retraite définitive lorsque ce nouveau système aura fait ses preuves. Le pompage de recyclage à chaque écluse a été mis en œuvre dans les années 60 sur le Canal du Nord, et dans les années 70 sur le Canal Main-Danube à grand gabarit, en Allemagne. Dans les deux cas, seule une partie du volume d'eau doit être relevée, puisque 60 à 80 % du volume de chaque bassinée est stockée dans des bassins d'épargne. L'originalité du système décrit ici réside plutôt dans la sophistication de la régulation et l'économie des coûts d'exploitation, grâce au dimensionnement a minima de toutes les pompes.

David Edwards-May

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