L'ingénieur, 1 juillet 1981, Juillet - Août

NOUVEAU BRUNSWICK ^Lac Saint P Baie de Fundy Bulk En nombre third troisième C.P.6079, Suce A, Montréal, Québec H3C 3A7 Montréal ISSN 0020 1138 JUILLET/AOUT 1981 No 344 67e année reservoir Mamcouayan Lac Saint Jean QUEBEC QUEBEC R Saint-Maurice MONTREAL y m .*52 «iÿ'% •«swffi Nos blocs à la carte ¦ ¦¦ Les blocs de béton, vous permettent maintenant de laisser solide, économique et d’une beauté durable.Et les blocs libre cours à votre imagination créatrice.Les blocs architec- architecturaux se prêtent tout autant à des constructions de turaux MIRON sont en effet disponibles dans des cou- - type industriel qu’à des applications commerciales ou leurs, des textures et des reliefs d’une variété presque résidentielles.Si l’esthétique compte autant pour infinie.Vous pouvez même créer des motifs origi- f JUH Q AU | vous que l’économie, renseignez-vous sur les naux et les faire exécuter sur demande.Dans une V J avantages des blocs architecturaux MIRON avant seule opération, vous mettez en place une structure d’entreprendre tout projet de construction.MIRON INC.2201 boulevard Crômazie est, Montréal (Québec) H1Z 2C1 Téléphone: 376-2020 télex: 05-827618 ADMINISTRATION ET REDACTION a/s École Polytechnique Case posule 6079 Succursale « A * Montréal.Québec.H K 3A7 Tel (514) 344-4764 S JUILLET/AOÛT 1981 Numéro 344 67e année INGENIEUR COMITÉ ADMINISTRATIF Jean-Claude THERRIEN, ing.président André BAZERGUI, ing.Gérald BÉLANGER, ing André BROSSARD, ing.Paul HÉBERT, ing.Jean L.LEDUC, ing.Gérald N.MARTIN, ing.Yvon PARENTEAU, ing.SECRÉTAIRE ADMINISTRATIVE Yolande GINGRAS COMITÉ CONSULTATIF DE RÉDACTION Gérald BÉLANGER, ing directeur Denis ANGERS, mg Bernard BÉLAND.ing Michel BILODEAU, mg Réal BOUCHER, ing Médéric DESROCHERS, ing Yvon M DUBOIS, ing Claude GUERNIER, ing Norman McNEIL.ing.Marc TRUDEAU, ing.Charles VILLEMAIRE.ing RÉDACTEUR Charles ALLA1N PUBLICITÉ JEAN SÉGUIN & ASSOCIÉS INC Courtiers en publicité 601.Côte Vertu.St-Laurent.Québec H4I.1X8 Téléphone (514) 748-6561 ÉDITEURS Awociation des Diplômés de Polytechnique En collaboration avec l'École Polytechnique de Montréal, la Fa culté des Sciences et de Génie de l'Université Laval et la Faculté des Sciences appliquées de l'Université de Sherbrooke Publication bimestrielle Imprimeur Les Presses Elite ABONNEMENTS Canada 10$ par année Etranger 15 $CAN par année A l’unité 2 $ DROITS D'AUTEURS : Les auteurs des articles publiés dans L'INGÉNIEUR conservent l'entière responsabilité des théories ou des opinions émises par eux Reproduction permise, avec mention de source on voudra bien cependant faire tenir à la Rédaction un exemplaire de la publication dans laquelle paraîtront ces articles Engineering Index Biol .Chem .Sci.Abstracts.Periodex et Radar signalent les articles publiés dans L INGÉNIEUR ISSN 0020-1138 Dépôt légal Bibliothèque nationale du Québec Tirage certifié : membre de la Canadian Circulation Audit Bureau LE SAINT-LAURENT 4 MM Jean-Louis Yerrette, ing.et Marcel Frenetic, mg.tous deux Je l'Université Laval, sont respectivement les coordonnateur et coordonnateur-adjoint de ce quatrième numéro de L'INGÉNIEUR consacré au fleuve Saint-IMurent ; les trots précédents numéros ont paru en 1976.3 INTRODUCTION Jean-Louis Verrette.ing.5 ÉTUDE DES ASPECTS HYDRO-SÉDIMENTOLOGI-QUES RELIÉS AU CHOIX DE L’EMPLACEMENT DE LA PRISE D’EAU DE LA CENTRALE DE GEN-TILLY 3 Jean-Louis Verrette, ing.Marcel Frenette.ing.et Tung Thanh Quach.ing.L’alimentation en eau de la centrale nucléaire de Gentilly III requiert un débit considérable que seul le fleuve peut fournir Des problèmes de corrosion de conduites ont déjà été notés dans la région de Gentilly et il semble que la qualité de l’eau et les sédiments transportés en suspension seraient en partie responsables.Afin de minimiser ces problèmes, une étude a été entreprise pour vérifier l’ampleur et l’évolution temporelle d’une zone d’eau de meilleure qualité en provenance des Grands Lacs qui n’aurait pas encore été affectée par les affluents 11 LE FLEUVE SAINT-LAURENT : QUELQUES ASPECTS JURIDIQUES Me Lome Giroux Cet article examine certains des aspects juridiques du fleuve Saint-Laurent susceptibles d’être d’un intérêt particulier pour l’ingénieur Les règles applicables au partage de la propriété publique et privée de son cours et de ses rives sont d’abord exposées, de même que celles relatives au partage des juridictions.La compétence fédérale sur la navigation et les compétences fédérales et provinciales sur le contrôle de la pollution font l’objet d’une étude plus détaillée, en particulier la nouvelle réglementation du Québec sur l’évaluation et l’examen des impacts sur l’environnement 19 LE ROBINET PRINCIPAL DU SAINT-LAURENT André Carpentier, ing.et Jean-Yves Pelletier, econ.Dernier maillon des Grands Lacs, le lac Ontario est régularisé depuis 1958 selon une ordonnance d’approbation émise par la Commission mixte internationale Prévue principalement pour les intérêts du lac Ontario, cette régularisation présente des avantages pour les utilisations en aval sur le fleuve Saint-Laurent Toutefois, des inconvénients sérieux apparaissent pour ces mêmes intérêts aval, spécialement lors de conditions extrêmes excédant celles de la période de référence qui a servi à l’élaboration du plan de régularisation du lac Ontario RUBRIQUES 2 ABSTRACTS 26 CHRONIQUE : LTNGÉNIF.UR ET.29 OFFRES D’EMPLOI 29 ÉVÉNEMENTS À VENIR 32 RÉPERTOIRE DES ANNONCFURS L ' I N G É N I E U R/JUILLET-AOÛT 1981 1 ABSTRACTS A STUDY OF THE HYDROLOGICAL AND SEDIMENTOLOGICAL ASPECTS RELATED TO THE WATER INTAKE LOCATION AT THE GENTILLY III NUCLEAR POWER PLANT by Jean-Louis Verrette eng., and Marcel Frenette, eng., and Tung Thanh Quach, eng.The considerable water requirements of the Gentilly 111 nuclear power plant can only be supplied by the Saint Lawrence River.Corrosion problems in water mains have been noted in the Gentilly area and it seems that water quality, as well as the sediments transported in suspension bv the river, are in part responsible for these damages.In order to reduce these problems, the extent and time evolution of a water zone of better quality, originating from the Great Lakes and unaffected by water affluents, has been examined.THE SAINT LAWRENCE RIVER : SOME LEGAL ASPECTS by Me Lome Giroux This paper examines certain legal aspects of the Saint Lawrence River which are likely to be of particular interest to the engineer.The rules related to the sharing of public and private property along the river's course and banks are first discussed, as well as those relevant to the distribution of jurisdictions.Federal competence over navigational aspects as well as federal and provincial powers regarding pollution control are examined in more detail.The paper focusses particularly on recent Quebec legislation requiring the assessment of environmental impacts.MAJOR INPUT TO THE ST.LAWRENCE RIVER by André Carpentier, eng.and Jean-Yves Pelletier, econ.Last link of the Great lakes, lake Ontario is regulated since 1958 under an Order of Approval issued by the International Joint Commission.Primarily designed to the advantage of lake Ontario, this regulation benifits downstream uses on the St.Lawrence River.However serious inconveniences are felt by the same downstream interests, especially under extreme runoff conditions which exceed those experienced during the reference period used to elaborate lake Ontario regulation plan.FRANC PARLER Les unités SI, le génie et la construction r ^ par: Andx WE1SHAR Directeur de /’ingénierie La réputation grandissante de Bechtel Canada à l'échelle internationale s'est traduite, pour nous, par un plus grand nombre de travaux à exécuter sur des chantiers de construction en dehors du continent nord-américain.Résultat: nous sommes de plus en plus appelés à travailler avec les unités métriques et le nouveau Système international d'unités (SI) pour remplir nos mandats, que ce soit en Algérie, en Indonésie, au Groenland, à Panama, en Irlande ou en Chine.Prenons, par exemple, le cas d'un projet d'exploitation minière au Groenland.Notre mandat consistait à déplacer, de l'ouest des États-Unis, une partie de l'équipement d'une usine de traitement de minerais existante, à la réinstaller au Groenland et à y aménager de nouvelles machines fabriquées en Europe.Les anciens dessins des machines de l'usine étaient cotés en unités impériales, tandis que les dessins en provenance de l'Europe étaient cotés en unités métriques.Tous les nouveaux dessins qui étaient préparés au Canada pour assurer l'intégration des installations, devraient être cotés en unités impériales et SI afin de permettre aux travailleurs des deux continents de pouvoir compléter le travail avec succès, sans faire face aux problèmes que les différents systèmes de mesures peuvent généralement présenter.Bien que le Canada fasse figure de chef de file en Amérique du Nord au chapitre de la conversion aux unités SI, il existe de nombreux fabricants qui sont encore au stade de la conversion arithmétique — conversion simple des grandeurs standard actuelles; ex: conversion d'un tuyau de 2 po à 50.8 mm.La conversion fondamentale — réusinage en fonction des dimensions et tolérances SI — progresse, mais à un rythme beaucoup plus lent.Dans l'industrie du bois de construction, la conversion des mesures de coupe — dans le cas du contreplaqué par exemple — est relativement simple.Dans le cas des charpentes métalliques, la conversion se fait déjà plus difficilement tandis que dans celui de la tuyauterie.il faut penser aux raccords, aux joints, aux filets de même qu'aux divers dispositifs à raccorder sur les pompes et autres équipements.Nous encourageons nos fournisseurs à adopter les unités SI lorsqu'il est avantageux de le faire.Pour les marchés canadiens, il s'agit là d'un élément qui gagne sans cesse de l’importance.Pour les sociétés d'exportation, la conversion aux unités SI peut s'avérer essentielle à l'obtention du projet.Un fournisseur qui ne peut respecter les devis de nos clients préparés en mesures SI peut, tout simplement, ne pas se voir accorder le travail.^ BECHTEL CANADA caiuoa Les bâtisseurs de l'industrie Montreal Toronto Edmonton Calgary Vancouver 2 JUILLET-AOÛT 1981 /L’INGÉNIEUR INTRODUCTION Le Saint-Laurent est une artère essentielle à la vie québécoise quel que soit l’aspect considéré.Plus de 90% de la population vit le long de ses rives ou sur les bords de ses principaux affluents.Grâce à son ampleur et à sa voie maritime, il relie le Centre Nord et le Middle West américain à l’Atlantique et met ainsi à portée de l’océan des villes situées à des milliers de kilomètres à l’intérieur du continent.Les utilisateurs sont nombreux et les objectifs visés sont très diversifiés et même opposés dans certains cas.Seule une meilleure connaissance du fleuve, des mécanismes qui le régissent, de la sensibilité des variables mises en jeu et de son potentiel permettront d’offrir un arbitrage éclairé sur les actions des principaux intervenants.Les gens sont de plus en plus conscients de la richesse du fleuve et du rôle moteur qu’il peut jouer et ils recherchent une utilisation rationnelle sans négliger pour autant le rôle vital économique qu’il doit jouer.Peu d’études importantes avaient été menées sur le fleuve avant les années 1970 mais depuis, grâce à une entente entre les principaux paliers de gouvernement, plusieurs programmes de mesures et de coordination de données ont été amorcés.Le fleuve a alors commencé à livrer certains de ses secrets jalousement gardés depuis des millénaires Afin de transmettre aux principaux intéressés les connaissances requises, la revue L’INGÉNIEUR publiait en 1976 trois premiers numéros thématiques sur le Saint-Laurent.Ce n’était qu’un début car il reste encore beaucoup à apprendre étant donné la complexité et l’interaction des différents systèmes qui régissent le comportement du fleuve Depuis lors, les connaissances ont continué à progresser, parfois lentement, mais d’une façon plus sûre et plus confiante qu’auparavant.Des données initiales sont remises en question, d’autres sont confirmées et en parallèle un effort soutenu est accompli dans le but d’améliorer la qualité du milieu aquatique et de concilier l’intégration des principaux objectifs des intervenants.Le présent numéro s’inscrit dans le cheminement normal du travail amorcé en 1976 en apportant des éléments nouveaux ou complémentaires.Un premier article aborde un problème pratique d’utilisation du fleuve : la recherche d’un site adéquat pour une prise d’eau dont la solution nécessite une connaissance approfondie du régime hydro-sédimentologique.Un deuxième article aborde un aspect aussi important que méconnu des principaux utilisateurs en résumant les aspects juridiques rattachés au Saint-Laurent.Étant donné l’importance du rôle joué par les Grands Lacs sur le fleuve proprement dit, un dernier article aborde les principales caractéristiques observables à la sortie du lac Ontario et les conséquences de la régularisation de ce dernier sur le fleuve.Il y aurait encore beaucoup à dire sur le fleuve mais il est impossible, dans le cadre d’un seul numéro, de couvrir davantage II reste surtout beaucoup à accomplir et il faut inviter tous les intéressés au fleuve à consacrer plus d’énergie pour en approfondir les connaissances et espérer que la revue L’INGÉNIEUR poursuivra son effort louable en consacrant d’autres numéros au Saint-Laurent.Jean-Louis N erretle .Y/.Jean-Louis Verrette est actuellement professeur titulaire et responsable île la section hydraulique au départe ment de génie civil de PUniversité Laval il œuvre dans le domaine de l'hydraulique depuis quinze ans et son champ de spécialisation est axé sur le mélange et la difiusion des eaux.Plusieurs de ses etudes et recherches ont porté sur le fleuve Saint-Laurent.Au cours des dernières années.\1.\ errette a assume plusieurs fonctions, dont celles de directeur adjoint et membre du bureau de direction de CLS 7 RLA i .conseiller special auprès du minis 1ère des Richesses naturelles et du ministère des Terres et Forets et directeur du departement de genie civil de I l niversité L.aval Membre actif au sein de plusieurs associations scientifiques, il est egalement membre du conseil d'administration de plusieurs sociétés.L'INGÉNIEUR JUILLET-AOÛT 1981 3 TEXEL.le meilleur sous-vêtement souterrain TEXEL est un géotextile aiguilleté fabriqué de polyester â 100%.On I utilise pour la construction de routes et voies d accès, de chemins de fer, de travaux hydrauliques et pour la fondation d'édifices.Le géotextile TEXEL assume plusieurs fonctions.D abord, c est un filtre; sa texture lui permet de retenir les fines particules et de laisser passer l'eau par la normale à son plan.TEXEL, c est aussi un drain parce qu il favorise la collecte des eaux.Sa structure lui confère une perméabilité dans le sens normal et radial toujours supérieur au sol environnant.TEXEL agit adéquatement comme couche séparatrice.Il empêche deux couches de se contaminer TEXEL agit comme armature car il améliore la capacité portante d un sol.Son pourcentage d’élongation élevé et sa résistance à la traction le protègent contre la rupture lors de contraintes importantes.Pour tout renseignement, composez sans frais 1-800-463-8866.485, des Érables, St-EIzéar, Beauce-Nord P Q .Canada GOS 2J0 418-387-5910 Autres utilisations: stationnements, berges, jardins, lignes de transmission, piscines, digues et toitures inversées .*• I .i 4 JUILLET-AOÛT 1981 /L ’ I N G É N I E U R HYDRO-SÉDIMENTOLOGIQUES RELIÉS AU CHOIX DE L’EMPLACEMENT DE LA PRISE D’EAU DE LA CENTRALE DE GENTILLY 3 Jean-Louis Verrette, ing.Marcel Frenette, ing.et Tung Thanh Quach, ing.* Résumé L’alimentation en eau de la centrale nucléaire de Gentilly III requiert un débit considérable que seul le fleuve peut fournir Des problèmes de corrosion de conduites ont déjà été notés dans la région de Gentilly et il semble que la qualité de l'eau et les sédiments transportés en suspension seraient en partie responsables Afin de minimiser ces problèmes, une étude a été entreprise pour vérifier l’ampleur et l’évolution temporelle d’une zone d’eau de meilleure qualité en provenance des Grands Lacs qui n’aurait pas encore été afiectée par les affluents Introduction L’opération d’une centrale thermique utilisant un système de refroidissement ouvert requiert un débit d’eau assez élevé pour son système d’eau de circulation.Étant donné l’importance de ce dernier, le fleuve devient donc la seule source possible d’alimentation.Pour éviter les problèmes de corrosion dans la tuyauterie et minimiser la fréquence d’entretien, il faut s’assurer que le débit d’eau minimal requis soit disponible en tout temps et que l’eau soit d’une bonne qualité.C’est dans cette optique qu’une étude a été entreprise pour la région de Gentilly, dans le but de vérifier l'hypothèse * M.Jean-Louis I èrrette est le coordonnateur du présent numéro.M.Marcel Frenette est actuellement professeur titulaire au département de génie civil de l'Université Laval.Il œuvre dans le domaine de l'hydraulique depuis quinze ans et son champ de spécialisation est axé sur la sédimentologie et la morphologie des cours d'eau.Au cours des dernières années, M.Frenette a assumé plusieurs fonctions dont celles de coordonnateur des études physique, hydrodynamique et sédimentologique du Saint-Laurent à CFSTREA U, Président de la division hydrotechnique de la Société canadienne de génie civil et Président de la Société canadienne de génie civil.M.Tung Tanh Quach est chef de la Division des études spéciales et recherches du service hydraulique d'Hydro-Québec depuis 1973.Il s'est joint à cet organisme après avoir obtenu en 1972 un doctorat de l'École Polytechnique dans le domaine des modèles mathématiques appliqués à l'hydraulique.Il est membre de diverses associations scientifiques et de plus il est l'auteur de plusieurs publications reliées à l'hydraulique qu'une partie des eaux en provenance des Grands Lacs soit encore intacte à la hauteur de Gentilly et de déterminer l'importance et l'évolution de la zone occupée par ces eaux en fonction du temps.Ce type d’eau présente une qualité et une stabilité avantageuses par rapport à celui des affluents.Bref rappel des principales caractéristiques du fleuve à la hauteur de Gentilly La bathymétrie À la hauteur de Gentilly, la configuration du fleuve est très variable.Par exemple, à l’embouchure de la rivière Bécan-cour, la largeur est d’environ 3 km et le chenal maritime, qui atteint 10.7 m de profondeur (p/r au zéro marégraphi-que).est situé très près de la rive droite.Quelques kilomètres vers l’aval, la présence du quai de Bécancour réduit la largeur effective du fleuve à 1.25 km.La profondeur du chenal demeure sensiblement la même alors que des fosses atteignant 12 m sont notées à l'extérieur du chenal.À l'aval du quai de Bécancour le fleuve s'élargit considérablement pour atteindre 5 km à la hauteur des battures de Gentilly.Ces dernières, généralement recouvertes d'eau, occupent près de 35% de la largeur du fleuve et forcent l'écoulement à se partager de part et d’autre des battures.Environ 25% du débit emprunte le chenal sud des battures pendant la période de crue.Cette valeur diminue graduellement à environ 10% en période d’étiage.À partir du quai de Bécancour.le chenal maritime traverse le fleuve pour s'approcher de la rive gauche aux environs de Champlain et ce jusqu'à l’aval des battures.Le débit Le débit du fleuve est bien régularisé comme l'indique le rapport débit crue débit étiage dont la moyenne se situe à 1,7.À la hauteur de Gentilly.le débit est de l'ordre de 12 500 m3/s avec une variation d'environ + 30%.La marée est considérée comme très faible à cette hauteur.Elle peut engendrer une variation maximale du plan d'eau de l'ordre de 1 m.Règle générale, elle n'occasionne pas de renversement de courant sauf en certains endroits isolés près des rives ou dans les baies.L'influence de la marée est plus sensible dans la partie aval des petits affluents comme la Bécancour.En effet, étant donné le faible tirant d'eau de ces affluents, la variation du plan d'eau due à la L’INGÉNIEU R/JUILLET-AOÛT 1981 5 marée (bien que faible pour le fleuve) devient importante et elle se traduit par un renversement de courant et une remontée des eaux vers l'amont.L'influence de la marée se répercute sur le débit en le faisant varier en fonction du temps.Cette variation est fonction de l'amplitude des marées et elle peut atteindre 20 à 30^.Étude du mélange des eaux À la hauteur de Gentillv, les eaux du fleuve peuvent être départagées selon les deux catégories suivantes : Les eaux en provenance des Grands Lacs : dites « eaux intactes ».ou « non-mélangées ».qui sont situées généralement dans la partie centrale du fleuve.Les eaux en provenance des affluents mélangées ou pas avec les eaux des Grands Lacs.Ces eaux occupent les parties riveraines de l’écoulement.Parmi l'ensemble des paramètres qui ont fait l'objet de mesures dans la région de Gentillv.seuls les carbonates et la conductivité ont permis de distinguer de façon satisfaisante les deux types d'eau.Une première série de mesures a été effectuée à la fin d'avril 1979 alors que le débit du fleuve était évalué à 15 575 m3/s (550 000 pi3/s) dont environ 30% en provenance des principaux affluents.La figure 1 donne un exemple de la distribution de la conductivité pour une section située en amont de la rivière Bé-cancour et la délimitation des deux zones dites « eaux intactes » et « eaux des affluents ».Dans cet exemple, en se déplaçant de la rive gauche (nord) vers le centre du fleuve, on constate que la conductivité augmente graduellement de 50 vers 240/i mhos/cm.Les valeurs les plus faibles correspondent aux eaux du Saint-Maurice et de l’Outaouais et par la suite au mélange entre ces dernières et celles en provenance des Grands Lacs.Ces dernières sont caractérisées par des valeurs variant entre 220 et 240 pour la période de l'année en question.F.n se déplaçant du centre vers la rive sud.la conductivité diminue jusqu'à environ 170/u mhos/cm ce qui correspond aux affluents de la rive sud et leur mélange avec les eaux des Grands Lacs.L'analyse faite à partir des carbonates a donné des résultats identiques à ceux obtenus avec la conductivité.Plusieurs sections couvrant le secteur de Gentillv ont ainsi été analysées et les résultats, regroupés à la figure 2, présentent un comportement très cohérent.Comme l'indique cette figure, les eaux non mélangées occupent la partie centrale du fleuve ; Elles représentent environ 30% du débit et la ligne de démarcation, côté sud.varie entre 900 et 1500 m de la rive, selon l'endroit considéré.Une deuxième série de mesures a été effectuée à la fin du mois de juin 79 alors que le débit du fleuve était évalué à 1 1 325 m3 ( 400 000 pi3/s) dont environ 12% en provenance des affluents.Comme dans le cas précédent, la délimitation des deux zones a été obtenue par l’analyse de la distribution des carbonates et de la conductivité.Les résultats sont regroupés également à la figure 2 et ils indiquent qu'en-viron 60 à 70% des eaux du fleuve en provenance des Grands Lacs n’ont pas encore été au moins partiellement mélangées aux eaux des affluents.Ces données s'expliquent par le fait qu’en cette période de l’année, le débit total des affluents situés en amont est très faible, particulièrement sur la rive droite où la sommation atteint à peine 150 m3/s, soit environ 1,5% du débit total.Comme dans le cas précédent, les résultats obtenus à partir de la conductivité sont cohérents avec ceux obtenus à partir de l'analyse des carbonates.La ligne de démarcation côté sud est très près de la rive et sa position varie de 250 à 400 m selon l'endroit considéré, sauf au voisinage immédiat du quai de Bécancour où ce dernier refoule l'écoulement vers le centre du fleuve.Une façon de vérifier la validité des résultats obtenus est de comparer l'évolution longitudinale de la zone de mélange à l'allure générale des trajectoires.Une excellente concordance a été observée à ce niveau ; elle est surtout frappante au voisinage du quai de Bécancour et des battures de Gen-tilly où la bathymétrie donne lieu à un étranglement suivi d'un épanouissement important de l'écoulement.Comme on a pu le constater, l'ampleur de cette zone varie avec le temps en fonction de l'importance des débits des affluents et du fleuve.En période d’étiage par exemple, cette zone occupe une valeur importante et est localisée très près des berges de la rive sud étant donné que le débit des affluents de cette rive, en amont de Bécancour.est très faible.Avec l'augmentation du débit des affluents, cette ligne s'éloigne vers le large.Au niveau de la rive nord, l'importance des affluents Outaouais et Saint-Maurice a pour conséquence de déplacer cette zone vers le large.Deux périodes de l'année présentent encore un comportement inconnu.En effet, aucune mesure n'a été faite pendant la saison hivernale.Or.comme le débit des affluents est très faible (surtout rive sud), la zone des eaux dites « intactes » devrait être comparable à celle obtenue pour la période d'é-tiage d'été, bien que l'influence des glaces pourrait perturber M*A F M — GL f FM -•* m»A »l 24Q0 FG71 fl *i«fo moregroptuqui GL * tou» du fleuve en piovenonce de* Grondt Lac» FM * faible mge entre le fleuve M*A * melong* entre le fleuve i offluent* Dote 79 04 23 niveou déou Ou moment Le* voleur* indique** représentent lo conductivité de leou en '^mho/crr ¦ pbore de navigation Figure 1 - Délimitation des zones de mélange, avril 1979.'tures 3* GentiHj' 7/u.Ju,n Débit en ovni 15 575 ms/ eoui des offluents et de melange 11 325 ms/* Figure 2 — Délimitation des zones des eaux intactes du secteur étudié.6 JUILLET-AOÛT 1981 /L ’ I N G É N I E U R la nature du mélange surtout dans la zone occupée par les eaux des affluents.Quant à la période de crue, l'augmentation des débits est considérable surtout pour les affluents du côté sud (débits non régularisés) et son effet est certainement marqué sur les zones de mélange et sur la zone des eaux « intactes ».11 est difficile, avec les données actuelles et sans mesures supplémentaires.de se prononcer sur ce qui reste de la zone qui doit certainement être très petite et de toute évidence plus restreinte que celle obtenue au mois d'avril 1978.Activités sédimentologiques Compte tenu de leurs aspects quantitatif et qualitatif, les sédiments en suspension représentent un facteur significatif dans la recherche d'un site pour l’implantation de la prise d'eau.Nos efforts ont donc été orientés sur les deux principales sources d'alimentation du fleuve que sont les Grands Lacs et les affluents.Activité au niveau du fleuve En 1978 et 1979.Hvdro-Québec a procédé à une série de mesures sur l'activité sédimentologique du fleuve, une quarantaine de points de mesure répartis sur cinq transversales, distribués sur un tronçon d'environ 16 km de long à la hauteur de Gentillv.ont été échantillonnés en quatre périodes différentes.Les résultats peuvent être résumés ainsi : Période N° d'échan- tillons C (mg/L) A c trans- versal % < 40mg/L % < 20mg/L - avril 1979 319 9.6 très faible 98.5% 92% | juin 1979 365 6.9 très faible 99.4% 95,6 % 3 e semaine septembre 1978 85 47 moyen 34% 0% 3e semaine octobre 1978 55 81 fort 38% 0% Bien que la concentration moyenne du mois d'avril 1979 soit environ 40% plus élevée que celle du mois de juin 1979.les valeurs absolues pour ces deux périodes sont très voisines et indiquent une activité sédimentologique très faible alors qu’environ 94% des résultats présentent une concentration inférieure à 20 mg/L.Pour ces deux périodes, l'influence de l’activité des affluents n'a pu être mise directement en évidence.En effet, il y a eu peu de mesures effectuées dans la zone occupée par les affluents à proximité des rives d’une part et la période de forte activité des affluents associée à la crue printanière était passée lors des mesures, d’autre part.Ce dernier point a été confirmé à l’aide de quelques mesures sporadiques effectuées sur des affluents de la rive droite en amont de Gentillv alors que les résultats ont donné des concentrations comprises entre 19 et 30 mg/L pour le mois de juin.Les deux autres périodes de mesures (septembre et octobre 1978) ont été beaucoup plus courtes et moins importantes.Contrairement aux résultats de 1979.les concentrations moyennes mesurées ont été beaucoup plus fortes.De plus, l’activité sédimentologique était plus faible au centre du fleuve en augmentant vers les rives.D'après les enquêtes, ces fortes teneurs seraient attribuables à des travaux de dragage qui avaient lieu simultanément en amont de Gentillv au quai de Bécancour.au quai de Trois-Rivières et au lac Saint-Pierre.Ces résultats montrent l’importance que peuvent avoir des travaux de dragage sur l'activité sédimentolo- gique d'un cours d'eau comme le fleuve qui en période normale a une activité très réduite.La faible activ té sédimentologique du fleuve est par ailleurs confirmée par l'analyse d'une série de mesures prises à Ville LaSalle à la hauteur du pont Mercier1.La période de mesures s'étend de 1967 à 1974.Environ 20% des données disponibles proviennent de mesures directes alors que 80% des données proviennent de valeurs reconstituées.Les principaux résultats se résument ainsi Concentration moyenne (valeurs journalières) C = 8.8 mg/L Concentrations extrêmes (valeurs journalières) 0>C>48 mg/L 99.7% des concentrations sont inférieures à 40 mg/L 95% des concentrations sont inférieures à 20 mg/L Les moyennes mensuelles varient de 2 à 25 mg/L.Ces résultats s'expliquent par la présence des Grands Lacs situés en amont qui constituent un immense réservoir de sédimentation ; l'activité entre les Ci rands Lacs et Ville LaSalle demeurant relativement faible, toute proportion gardée.Activité dos affluents Étant donné que dès leur arrivée dans le fleuve les eaux des affluents sont rabattues près des rives et que leur mélange ne se fait que très lentement, l'activité sédimentologique des affluents et la position de ces derniers devient importante si l'on veut soustraire la prise d'eau à leurs effets.Nous avons donc analvsé les données disponibles sur l'activité sédimentologique des principaux affluents de la rive droite du fleuve situés en amont de Gentillv Règle générale, la teneur en sédiments atteint des valeurs très élevées pendant les crues alors que des valeurs très faibles sont observées pendant les étiages.La relation entre les débits solide et liquide est très bonne et elle a permis la reconstitution des données manquantes.On y observe des variations brusques et fréquentes des sédiments en suspension selon la fréquence et l’intensité des pluies.L’information est résumée en partageant le cycle annuel selon les trois périodes suivantes.a) Crue printanière La plus grande intensité sédimentologique des affluents se situe aux environs du pic de la crue printanière, soit entre le début de mars et la fin de mai.Bien que cette période soit relativement courte, 80% de la charge sédimentaire annuelle atteint le Saint-Laurent pendant cette période.Les rivières Yamaska.Bécancour et Nicolet sont les plus actives.Des concentrations journalières de l’ordre de 2 100 mg/L ont été observées ce qui représente une activité 40 fois plus grande que celle du fleuve.h) Juillet à novembre Bien que durant cette période l'activité soit moindre que pendant la crue, des valeurs atteignant 400 mg/L ont été observées en période de pluie intense.Les affluents ont un comportement beaucoup moins uniforme pendant cette période et les pointes d'activité sédimentologique diffèrent d'un mois à l'autre selon l'affluent étudié.c) Période d'étiage L'activité sédimentologique est très réduite pendant les mois de décembre, janvier, février et juin et les plus fortes concentrations observées ne dépassent guère 200 mg/L.(1) Mesures effectuées par Environnement Canada L'INGÉNIEU R/JUILLET-AOÛT 1981 7 La figure 3 indique pour chaque mois de l'année les concentrations journalières maximales observées (fleuve et affluents).Cette figure met en évidence la faible activité du fleuve par rapport à ses affluents.Parmi ces derniers, seule l’activité de la rivière Richelieu se compare à celle du fleuve.Établissement des sites potentiels Le but de l’étude était de s’assurer qu’il existait à la hauteur de Gentilly une partie des eaux en provenance des Grands Lacs non encore mélangée avec les eaux des affluents du fleuve.Comme il a été démontré, ces eaux sont situées dans la partie centrale du fleuve et sont très peu chargées en sédiments.Aussi la qualité de ces eaux est meilleure que celles des affluents du fleuve et de plus, les caractéristiques sont plus stables et varient peu en fonction du temps.En corollaire.les parties affectées par les affluents et fortement chargées en sédiments pendant la crue printanière, sont situées à l’extérieur de cette zone, soit près des rives.En plus de ce critère de base, l'établissement de sites potentiels est basé sur les autres considérations suivantes.a) Chenal maritime et zone d'accès au quai Pour des raisons de sécurité, de profondeur d’eau et de tirant d’eau des bateaux, cette zone se devait d’être évitée.b) Glace Afin d'éviter les problèmes causés par les glaces, une marge de sécurité d'au moins 1,5 m devait être considérée entre la partie supérieure de l'orifice de la prise d'eau et la surface de l’eau.c) Charriage de fond Bien que les données sur le charriage de fond indiquent que ce dernier est relativement faible dans le Saint-Laurent, il existe dans la région des dunes susceptibles de gêner les prises de fond, d'où l'obligation de situer l'orifice de la prise d'eau à au moins 1.5 m au-dessus du lit du fleuve.V Figure 3 - Concentration journalière maximale.d) Dimension de la prise d'eau Compte tenue du débit requis et des vitesses d'écoulement dans la conduite, l’ouverture de la prise d’eau devrait avoir une superficie d’environ 40 m2 ou un diamètre d'environ 6 m dans le cas d'un orifice de forme circulaire.e) Profondeur minimale Compte tenu de la dimension de la prise d’eau et des exigences dues aux glaces et charriage de fond, une profondeur minimale de 9 m a été retenue.f) Localisation des sites En tenant compte des critères énumérés ci-dessus et d’autres considérations comme les vitesses d’écoulement, les problèmes d’érosion et de sédimentation, la nature du lit.le panache des eaux chaudes de rejet, les travaux de dragage en amont de Gentilly, etc., les cinq sites retenus ont pu être identifiés, tels que montrés à la figure 4.bottures de Gentilly v % % quai de Bécancour centrale de Gentilly Rie Gentilly Rie.Bécancour ànr#i Figure 4 — Localisation des sites potentiels pour la prise d'eau.Echelle.2 km Légende: sites potentiels 7jj[fU chenal maritime + accès au quoi profondeur < 9.1m (30') zone occupée par les affluents % v et le mélange 8 JUILLET-AOÛT 1981/L’INGÉNIEUR Conclusion Rappelons que le but visé par l'étude était de définir les meilleurs sites potentiels pour l’implantation d'une prise d'eau en rapport à l'aspect hvdro-sédimentologique du Saint-Laurent.L'analvse des données a permis de mettre en évidence les principaux points suivants : a) L'étude des vitesses et des trajectoires a montré que l'effet de marée se traduisait par un ralentissement du courant sans renversement de ce dernier sauf au droit de quelques singularités situées près des rives et dans la partie aval de certains affluents.b) À la hauteur de Gentilly, il est possible de distinguer à l'intérieur des eaux du fleuve deux zones bien distinctes : 1° La première est composée par une partie des eaux intactes en provenance des Ci rands Lacs non encore mélangée aux eaux des affluents (malgré la distance parcourue).2° La seconde, contiguë à la première et située de part et d’autre de cette dernière jusqu’aux rives du fleuve, est constituée par les eaux des affluents pas ou peu mélangées entre elles et avec une partie des eaux en provenance des Grands Lacs.L'importance et la position de ces zones varient en fonction du débit (fleuve et affluents).Elles ont été déterminées pour deux périodes de l'année 1979 alors que le fleuve était en crue (avril) et en étiage (juin).Pour ces deux périodes, le débit des affluents correspondait à la fin de la décrue et au début de la période d'étiage.Au mois d'avril, au moment de la crue, environ 3(Tt du débit du fleuve (.2/4700 m3 par seconde) à la hauteur de Gentilly correspondait aux eaux non mélangées en provenance des Grands Lacs.Cette valeur atteignait environ 65^ CV 7400 m3 par seconde) au mois de juin.c) L'activité sédimentologique des affluents est très importante et variable dans le temps.Quatre-vingt pour cent (80^) de l'activité annuelle est concentrée dans la période de fonte nivale alors que des concentrations aussi élevées que 2 100 mg/L sont atteintes.En dehors de cette période.l'activité est directement associée aux pluies et la concentration est variable.En période d’étiage, la concentration est beaucoup plus faible avec des valeurs minimales avoisinant zéro.L'activité sédimentologique du fleuve est très différente.D’une part, la concentration est beaucoup plus uniforme en fonction du temps et, d'autre part, les valeurs sont faibles.Règle générale, la concentration est inférieure à 40 mg/L avec une moyenne annuelle de l’ordre de 9 mg/L.d) En tenant compte de contraintes hydro-sédimentologi-ques complémentaires, les résultats énumérés précédemment ont permis de mettre en évidence cinq sites potentiels pour l’implantation de la prise d’eau sur le plan hvdro-sédimentologique.Deux d’entre eux retiennent particulièrement l’attention.Ils sont localisés respectivement en amont du quai de Bécancour du côté sud du chenal maritime et à l'entrée du bras nord en aval des battures de Gentilly.Évidemment plusieurs autres études sur d’autres aspects (économiques et environnement) restent à compléter avant d’arrêter un choix définitif mais vu sur le plan hvdro-sédimentologique, les sites proposés présentent les meilleurs avantages H RÉFÉRENCES Laboratoire Hvdraulique LaSalle.Etude sur modèle réduit du quoi de Bécancour.LHL 521.mai 1970 Laboratoire Hvdraulique LaSalle.Centrale nucléaire de (ientillv-2 Etude sur modèle de rejet d'eau chaude.LHL.601.juin 1974 Ministère des Transports.Division du chenal maritime du Saint-Laurent .Pointe à Bigot et Gentille, hydraulic measurements (1970) (1971 )( 1972).Hvdro-Quéhec.Données consignées au dossier, pas de rapport Hvdro-Québec.Relevés techniques Projet (ientillv-2 Rapport des relevés hvdrologiques 1972.Hvdro-Quéhec Relevés techniques Projet Gentilly-2 Sédi- ments en suspension 1976 Hvdro-Quéhec Relevés techniques Hvdrométrie Gentillv-2 Sondage du canal d'amenée G-1 et prélèvement de fond 1976 Hvdro-Quéhec Relevés techniques Hvdrométrie Recherche de sites nucléaires Rapport photographique mars 1977 Llvdro-Quéhec Relevés techniques Hvdrométrie Gentilly-2 Sondage dans le canal d'amenée G-l 1977 Hvdro-Quéhec Projet de centrales Service hydraulique Divi- sion études spéciales et recherches Campagne de mesures mai 1977.Conseillers Sheppart T.Powell L,tée.Gentilly-2 Etudes à court terme sur les solides en suspension dans l'eau de service.FRENFTTE.M HT VFRRETTF.J -LS.Environnement physique et dynamique du fleuve Saint-Laurent.Revue L'INGÉNIEUR.N ° 312.mars/av ril 1976.VERRFTTE.J -LS ET ROBITAILLF.S .Etude de la diffusion et des régimes hydrodynamique et thermique du fleuve Saint-Laurent entre Cornwall et Varennes, CENTREAU.Université Laval.1973.CARRIER.Y .Reconstitution des débits du fleuve Saint-Laurent.Ministère des Richesses naturelles, 1976.FRENETTE, M ET NZAKIMUENA.T Modèle de prédiction des apports solides dans le Saint-Ixiurent (rapport sous presse).CENTREAU Étude du fleuve Saint-Laurent Tronçon Varen-nes-Montmagnv Aspects phvsique et sédimentologique 1974 VERRETTE.J -LS ET FRENETTE.M .Centrale nucléaire de Gentilly Localisation de la prise d'eau Etude des aspects hy dro-sédimentologiques du Saint-Ixiurent Rapport présenté à Hvdro-Quéhec avril 1981 V Lava lin Partout rlu (' r> l'Sd P’ tins lp ”