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À l'horizon 2025, le Couesnon aura reformé un large estuaire en relation directe avec la Manche. Le Mont aura retrouvé son paysage maritime et le conservera pour longtemps.Quels sont les aménagements du Mont-saint-michel ?
6 heures après la pleine mer, les vannes sont progressivement ouvertes (par le dessous des vannes), créant un l?her d'eau progressif, sans vague ni déferlement, pendant une durée de 30 minutes à 3 heures. Plus le l?her d'eau est long, plus il est efficace dans le transport des sédiments.
Coefficient 6 - Durée 4 heures
Aucun document autorisé
C alculatrice autoriséeAntoine Éon
Philippe Fichou
Jacques Le Goff
Jean-Yves Loussouarn
Gaëtan Maléjacq
Philippe Soutif
2 sur 12
Objectif de cette partie : le besoin à l"origine de la conception du barrage et la solution retenue avec une autre solution possible Une marée haute ayant un coefficient 70 présentera une hauteur d"eau de5,1 m, le niveau moyen des fonds ne doit donc pas dépasser cette valeur.
Zone Surface (m2)
Niveau
final (m) Volume à extraire (m3)A xx xx 0
B 360000 0,1 36000
C 305000 0,4 122000
D 235000 1,4 329000
E 310000 2,0 620000
F 250000 1,9 475000
G 530000 1,0 530000
Total : 2 112000 m3
Le volume de sédiment à extraire sur la surface considérée est de Calcul simplifié de l"empreinte carbone des deux projets Extraction mécanique des 40 millions de m3 : 32 000 tonnes équivalent carbone. Construction et fonctionnement du barrage sur 50 ans : 5 250 tonnes équivalent carbone. Une extraction d"envergure de l"excès de sédiments par des moyens mécaniques est une solution technique viable mais non pérenne. Ce procédé ferait en outre subir un traumatisme supplémentaire sur l"écosystème de la baie. Avec la solution du barrage de chasse, l"homme va rendre à la nature l"initiative de modeler le paysage. Cette restitution est en parfaite adéquation avec les prérogatives environnementales recherchées dans ce projet.Voir le document réponse DR1
Objectif de cette partie : la solution retenue pour créer et réguler un flux d"eau capable de repousser les sédiments au-delà du Mont-Saint-Michel.Notons
vq le débit d"eau traversant une vanne. Si l"on note S la section de passage et en fonction de l"hypothèse de l"uniformité du champ de vitesse dans cette section, on a ()0/vq Sv B R=Si l"on note
h la hauteur de la section de passage de l"eau, et en tenant compte de l"expression de la vitesse uniforme dans la section donnée dans le sujet, la relation ci- dessus devient3 sur 12
2 vAB qLh gyy=×× ×× - Numriquement, on trouve pour chacune des deux situations proposes dans le sujet : Cas 1 6,5 m A y= 319 2,15 2 2 9,81 6,5 2,15
12,47 m s
v q Cas 2 : 4 m A y= q v =9×2,236-2×2×9,81×4-2,236
=12,49 m 3 ⋅s 1On en dduit, si lÕon note
v Q le dbit total pour les huit vannes, que pour les cas 1 et 2, le dbit en dbut de phase de sous-verse est tel que 31100 m s
v Q Nous nÕavons pas tenu compte du dbit assurer pour les passes poissons : leCouesnon participe ce dernier. Par ailleurs, le dbit de chasse est rgul par lÕouverture
ou la fermeture des vannes-secteurs. En phase de sous-verse, le dbit supplmentaire duCouesnon :
Ð remplit la rserve dÕeau du barrage lorsque le dbit vis est atteint (notamment en
dbut de phase sous-verse) ;Ð sÕajoute au dbit de sous-verse lorsque celui-ci est infrieur au dbit vis et
3. Modélisation du comportement dynamique du barrageObjectif de cette partie
- modéliser et simuler les cha"nes d'nergie et d'information lies la tche Ç positionner une vanne È pour valider les choix et prévoir son comportement dans les diffrentes situations du cahier des charges ; vérifier la capacit oprationnelle du barrage en cas de coupure du rseau. R5.Voir le document rponse DR3
R6.Voir le document rponse DR3
R7. La surface lmentaire est une portion de surface cylindrique de secteur angulaireélémentaire
α, de rayon R et de longueurL.
On a donc :
(1) ( sin)élémentaireeauKélémentaire K
Feau ghdRRL nραα→=- ⋅⋅--⋅ ⋅⋅⋅ ⋅rr4 sur 12 En effet, le vecteur position du point K est : 00cos sinKKOK R x R yaa= × × + × ×LLL
On a :
( , 1)( 1) 0élémentaireélémentaireM O eau OK F eau® = Ù® =LL LLL Car OKLLL et ( 1)élémentaireF eau® sont colinéaires. Ce résultat semble logique car un effort ne peut pas créer de moment en un point situé sur la droite qui lui sert de support (le bras de levier est nul).En faisant le même raisonnement sur l"ensemble des efforts élémentaires dus à l"action de
l"eau sur toute la surface de la vanne immergée, on peut en déduire que le moment
résultant, au point O, de l"action mécanique de l"eau sur la vanne est nul : ( , 1) 0M O eau® =LL La résultante de l"action mécanique de l"eau sur la vanne est obtenue en f aisant la somme de tous les efforts élémentaire.Cela peut être réalisé en calculant une intégrale sur toute la surface de contact entre l"eau
et la vanne.Le torseur, au point
O, de l"action mécanique de l"eau sur la vanne s"écrit :0 0 0( , , )
( ) 0,7 0,62 0,4 ( 00 0 20)1eau
e au O x y zRg R L h d
R g Rea du L hnr r- × × × × - ´ + ´Application numérique :
0 0 0( , , )
daN da111400 01 76400 0
0N 0Ox y z
eaun- cossinKKKKxyetRRaa==5 sur 12 L
e moment résultant, au point O, de l"action mécanique de l"eau sur la vanne est nul. cela signifie que cette action mécanique n"a pas la capacité de provoquer, modifier ou empêcher un mouvement de rotation de la vanne par rapport à la pile du barrage autour d"un axe qui passe par le point O. L"action mécanique de l"eau n"a donc aucune influence sur le comportement dynamique du système d"orientation de la vanne. Il n"est donc pas nécessaire de l"intégrer dans le modèle utilisé.Voir document réponse DR4 ci-après
- puissance active totale : =54 kWtP ; puissance réactive totale : =32,7 kVArtQ ; puissance apparente totale : = + =2 263,1 kVArt t tS P Q. Avec une puissance nominale de 88 kVA, le groupe électrogène installé estcorrectement dimensionné pour fournir l"énergie nécessaire aux circuits de délestage.
L"onduleur alimente le circuit 1 consommant 7,1 kW. Avec une énergie stockée dans la batterie égale à420 2 24 20,16 kWhE= ´ ´ = l"autonomie de ce dispositif est donc de
2 h 50 min ce qui est très au-delà de la contrainte imposée par le cahier des charges.
Objectif de cette partie : des écarts entre les niveaux des critères mesurant la performance du barrage.Voir document réponse DR2
Il a été nécessaire d"intégrer au modèle une relation entre la hauteur de la vanneCy et la position angulaire de la vanne b.
Il s"agit en effet d"un système asservi car il existe une de la position mesurée de la hauteur de la vanne qui vient en comparaison de la consigne de hauteur. Cette différence est ensuite corrigée pour la commande des distributeurs hydrauliques. En reprenant le tableau du sujet et en ajoutant une colonne " valeur mesurée », relevée ou calculée à partir du document technique DT6 Heure t0 du début de sur-verse PM - 10 minutes (5 h 41 min) 5 h 09Temps total de remplissage par
sur-verse 1 h 30 minutes 6 h 33 min - 5 h 09 min = 1 h 24 minNiveau du Couesnon en fin de
remplissage 5,39 m (IGN69) 5,38 mNiveau de remplissage par sur-
verse entre 5,90 m et 4,60 m (IGN69) 5,58 mVolume d"eau apporté par la
mer en sur-verse 979 040 m3 3900000 m»6 sur 12
Calcul du volume d"eau apporté par la mer par sur-verse Assimilons la forme du débit de sur-verse à un triangle de base (6 h 09 min - 5 h 09 min) et de hauteur 62 m3/s (voir figure ci-contre).
O n en déduit une estimation du volume d"eau accumulé par sur-verse : ( )36,15 5,15 3600 62111600 m2V- ´ ´== Comme il y a 8 vannes, le volume total accumulé est d"environ38 111600 900000 mtV=
Pour simuler le comportement d"un vérin, les paramètres fondamentaux sont . En effet, dans le cas d"une sortie de tige, par exemple, la puissance qui " entre » dans le vérin est une puissance hydraulique telle que h vP p q=
sipest la pression à l"entrée du vérin et vq le débit du fluide circulant dans la canalisation
d"entrée. Par ailleurs, la puissance mécanique fournie par la tige de vérin se déplaçant à
la vitesse vpar rapport au corps de vérin au bras est telle que mP F v=
si Fest l"effort de poussée de cette tige. S i l"on suppose la conservation de la puissance, on a v p q F v´ Le paramètre du vérin caractérisant ce principe est bien la section comme le montre la r elation ci-dessous vqFSp v= = issue de la conservation de la puissance dans le vérin. S i l"on veut être plus précis dans la description du vérin, on peut tenir compte des pertes hydraulique et mécanique (rendement), du volume mort dans les chambres, de la compressibilité du fluide mais également de sa course (ce qui est le cas dans le modèleproposé sur le document technique DT1). On constate que les écarts pour les 5 critères étudiés ici sont relativement
f aibles vues les caractéristiques du support. En effet, s"agissant d"unquotesdbs_dbs27.pdfusesText_33[PDF] le cas du mont saint michel management
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