Soutenance mémoire
La Suisse porte son nom de « château d’eau » de l’Europe depuis de nombreuses années et cela ne va pas changer dans les prochaines décennies à venir. Elle contribue à l’approvisionnement des grands fleuves européens tels que le Rhin, le Rhône, le Pô et l’Inn. On peut ajouter qu’une des seules ressources naturelles de la Suisse est l’eau (Bréthaut, 2011). On l’observe par son taux élevé de production hydroélectrique qui représente environ 60 % de la production totale d’électricité du pays (Aschwanden & Zahner, 2016).
Toutefois, les différentes régions de Suisse n’ont pas été exemptées des situations de pénuries temporaires et de conflits autour de la ressource en eau ces dernières années. Durant l’été 2003 et le printemps 2011, de longues périodes de sécheresse ont été observées et elles ont causées un manque d’eau temporaire dans certaines régions (Conseil fédéral , 2012). Les réserves d’eau ne sont pas réparties également. Le Valais est un exemple qui illustre bien cette problématique avec certains versants qui reçoivent de l’eau en abondance tandis que la vallée du Rhône est considérée comme la région la plus sèche de Suisse.
De plus, les changements climatiques ainsi que les changements socioéconomiques vont jouer un rôle essentiel dans la gestion de l’eau. D’après les scénarios de l’IPCC qui sont certes incertains, ces changements provoqueraient des impacts qui ne peuvent pas être négligés principalement dans la région des Alpes suisses. Les conséquences seraient décrites par une variabilité plus importante des saisons, une répartition des précipitations plus variée ainsi que la disparition de certains glaciers. De plus, la hausse de température entrainerait des sècheresses plus récurrentes et donc une irrigation des régions agricoles plus importantes pour garder un bon rendement économique.
CARACTÉRISTIQUES HYDROLOGIQUES DE LA RÉGION
Pour mettre en place le contexte hydrologique de la région d’Icogne, il est essentiel de comprendre la particularité hydrique des Alpes suisses et de la région valaisanne. Les Alpes suisses sont situées au centre du continent européen et par conséquent dans un carrefour climatique qui représentent des interactions atmosphériques particulières comme des vents forts, du foehn et surtout des différences de précipitations entre les régions. Les Alpes sont touchées par deux fois plus de précipitations que la moyenne européenne (Bréthaut, 2011).
Toutefois, le canton du Valais est touché par des régimes de précipitations particuliers. La plaine du Rhône entre Brigue et Martigny est considérée commela région la plus désertique de Suisse avec moins de 700 mm de précipitations annuelle. En outre, les crêtes montagneuses valaisannes reçoivent d’énorme quantité de précipitations annuelles (Bréthaut, 2011). Pour la région d’Icogne , elle se situe dans la partie des Alpes exposées plein sud où les précipitations ne sont pas en abondance et les températures annuelles sont relativement élevées pour la région entrainant une forte évapotranspiration. La région dispose de plusieurs bassins versants qui se traduisent par plusieurs sources disponibles. Le bassin versant de la Lienne et du Haut Plateau correspondent à l’apport d’eau principale de la région d’Icogne.
LE RÉSEAU D’EAU
HISTORIQUE DU RÉSEAU D’EAU
Le régime des eaux de la région a toujours été marqué par son climat sec et son manque de cours d’eau, entre la Lienne et la Raspille. Pour pallier à cette difficulté, l’implémentation de bisses a été nécessaire au bon développement de l’agriculture locale (Commune d’Icogne, 2017). Le terme de bisse recouvre toute installation d’amenée d’eau d’irrigation avec ses équipements, de la prise d’eau dans la rivière jusqu’à l’exutoire. Ils sont souvent caractérisés par un canal à surface libre aménagé par des planches de bois ou du béton. Cinq bisses ont vus le jour pour pouvoir alimenter correctement les villages de la région. Le recul du glacier de la Plaine Morte causa un assèchement progressif des deux premiers bisses, le bisse d’Aziè et des Fées. Il a été nécessaire d’envisager d’autres amenées d’eau. Aujourd’hui, il n’existe plus que deux bisses aménagés, les bisses de Rho et le Sillonin (Musée des Bisses).
En 1941, les quatre présidents des communes adoptent le projet du tunnel sous le Mont-Lachaux. Ces travaux ont permis d’augmenter considérablement l’arrivée d’eau pour la région du Haut-Plateau (Commune d’Icogne, 2017). Dans le but d’optimiser les eaux d’irrigation provenant du Mont-Lachaux, la mise en place d’un réservoir était indispensable. Le lac d’Icogne a vu le jour en 1963 pour permettre un stockage tampon saisonnier. Concernant l’eau potable, il n’existe pas beaucoup d’archives sur le sujet, on en déduit donc que l’amenée d’eau potable était plus facile que la fabrication des bisses. Par ailleurs, en 1947, l’eau potable passa désormais aussi par le tunnel du Mont-Lachaux qui vit son débit augmenter considérablement (Commune d’Icogne, 2017).
LA GESTION ACTUELLE
Pour comprendre la problématique de la gestion des eaux de la région, il faut prendre connaissance de l’organisation actuelle de cette gestion. On a vu précédemment dans l’historique que la répartition des droits d’eaux est encore d’actualité par conséquent cela se remarque dans le système de gestion. Les quatre communes de Plans-Mayens ont pour chacune d’entre-elles un fontainier qui gère le réseau d’eau. La communication entre eux par le biais du réseau de télécommunication n’est pas optimale. Actuellement seul aux commandes des eaux de la commune, le fontainier d’Icogne a la responsabilité en tout temps que les apports en eaux soient respectés et que les vannes manuelles soient actionnées. Pour effectuer ces tâches, il dispose du réseau de télégestion mis en place par l’entreprise DPE à Sierre. Ce réseau permet la visualisation des débits instantanés, le positionnement des vannes, le débit de la turbine hydroélectrique ainsi que la hauteur d’eau dans les différents réservoirs.
COMPOSANTS
Le réseau d’eau traité dans ce travail est composé de nombreux éléments. Cependant, certains éléments ne sont pas pris en compte dans les détails comme le réseau de distribution d’eau potable, le réseau d’irrigation, les différentes conduites d’amenées et les stations de filtrations des eaux.
INTERVENTIONS
Pour comprendre les différences dans les valeurs de la base de données et pour que la validation de la simulation soit la plus pertinente possible, il a fallu établir les différents travaux réalisés sur le site. La plage de l’étude débute au début de l’année 2016 et prend fin au mois d’août 2017. Cette période correspond à l’infrastructure et la gestion du réseau actuel. Suite à la visite sur le site et aux renseignements fournis par M. Yves Rey (Cordonier, Rey, & Rey, 2012), il n’y a pas eu de travaux créant une modification des débits significative durant cette période, excepté les vidanges régulières et les travaux actuels au lac d’Icogne. En ce qui concerne les vidanges et purges régulières, les débits sont très faibles donc négligeables dans les pertes du réseau. Ces vidanges se comportent généralement de la manière suivante : une courte ouverture dans un intervalle de temps défini. Par exemple, la vanne de purge de la prise d’eau sur l’Ertentse s’ouvre toutes les 24 heures durant un temps de 10 secondes.
Les travaux de rénovation sur la digue supérieure du lac d’Icogne ont entraîné l’abaissement du niveau du lac. La hauteur habituelle du lac est proche de 10 mètres et celle-ci est actuellement à environ 6 mètres. Une grosse vidange a dû être effectuée pour permettre le début des travaux qui ont significativement changé les débits d’entrée et de sortie du lac.
LES DONNÉES DU RÉSEAU
TÉLÉRÉSEAU « DPE »
Le téléréseau de l’entreprise DPE à Sierre permet de gérer à distance une partie des installations mais permet aussi d’être un outil de sécurité et d’observation en temps réel. Dans le cadre de cette étude, le téléréseau a permis d’une part de mieux comprendre les infrastructures du réseau et d’autre part d’en extraire les données nécessaires au modèle numérique. La base de données existante sur ce réseau contient la valeur des débits ou hauteurs des différents capteurs sur une plage de temps plus ou moins longue d’après la mise en place de ceux-ci.
EXTRACTION DES DONNÉES
L’extraction des données se fait aussi par le biais de ce téléréseau. La procédure d’extraction ne peut pas être accomplie en une seule fois pour l’ensemble des capteurs, une extraction sur une plage maximale de six semaines est fixée et le nombre maximum de capteurs est de huit. Donc une méthode rigoureuse a été mise en place pour optimiser le temps d’extraction de tous les capteurs. L’extraction a été réalisée à l’aide de trois blocs différents .
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Table des matières
1. Introduction
1.1 Introduction générale
1.2 Problématique des régions de montagne
1.3 Caractéristiques hydrologiques de la région
2. Objectifs du travail
3. Le réseau d’eau
3.1 Historique du réseau d’eau
3.2 La gestion actuelle
3.3 Composants
3.4 Schéma du réseau
3.5 Schéma du réseau avec capteurs
3.6 Interventions
4. Les données du réseau
4.1 Téléréseau « DPE »
4.2 Extraction des données
4.3 Traitements des données
4.4 Analyses des caractéristiques du réseau
4.4.1 La ressource en eau
4.4.2 Les lacs
4.4.3 La centrale hydroélectrique
4.4.4 L’irrigation des communes
4.5 Données manquantes
4.5.1 Surplus du lac de Chermignon
4.5.2 Données des apports naturels
5. Plan d’expérience
5.1 Objectifs
5.2 Mise en place
5.3 Analyses des résultats
6. Modélisation du réseau
6.1 Introduction
6.2 Validation des modèles
6.2.1 Modèle n°1
6.2.2 Modèle n°2
6.2.3 Modèle n°3
6.3 Scénarios de gestion
6.3.1 Profil d’irrigation imposé
6.3.2 Turbinage au point nominal
7. Résultats
7.1 Gestion des profils d’irrigation
7.2 Gestion de la production hydroélectrique
8. Conclusion
9. Remerciements
10. Références bibliographiques
11. Annexes
11.1 Définitions des objets RS-Minerve
11.2 Comparateurs de la diversion
11.3 Calcul perte de charge linéaire
11.4 Source fictive « add »
