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L’alimentation en eau du canal de Champagne en Bourgogne

Publié le 4 mars 2015 , par DEGOY Bertrand dans Le canal de Champagne en Bourgogne

A chaque éclusée, ce sont 800 m3 d’eau qui passent du bief amont au bief aval. A cela s’ajoutent les fuites des portes des écluses et d’autres pertes. Il faut donc alimenter le canal en son point le plus haut.

Si la pluviométrie du plateau de Langres est suffisante, avec 886 mm d’eau par an, les variations saisonnières du débit de la Marne et de la Vingeanne sont telles que l’alimentation du canal pose problème en été. Quatre barrages-réservoirs ont été construits pour accumuler l’eau nécessaire.


La principale préoccupation des ingénieurs de l’époque est l’alimentation en eau du canal. Dès 1781, le premier projet de Roger de Fontenay présentait un tracé où il trouvait les ressources en eau nécessaires sur le plateau de Langres surnommé « le Château d’eau de la France ». Finalement, le projet adopté en 1835 est celui conçu par Brière de Montidour, ingénieur en chef des Ponts et Chaussées, qui utilise également l’eau du plateau. Après de nombreux calculs vérifiant la quantité d’eau enmagasinable par rapport à la pluviométrie locale ainsi que la capacité des bassins versants et la géologie du sol, il est décidé de réaliser quatre barrages réservoirs, la Liez, la Mouche, la Vingeanne et Charmes. Ceux-ci seront construits successivement en fonction de la progression des sections du canal. (d’après Annick Doucet et E.D.)

Pour parcourir le canal de Bourgogne en Champagne et donc franchir le plateau de Langres, une péniche venant de la Saône va parcourir 62 km, passer 43 écluses et s’élever de 155 m. Pour rejoindre ensuite la partie navigable de la Marne, elle parcourra 152 km et franchira 71 écluses en descendant 237 m !

A chaque éclusée [1], ce sont 800 m3 d’eau qui passent du bief amont au bief aval. A cela s’ajoutent les fuites des portes des écluses et d’autres pertes. Il faut donc alimenter le canal en son point le plus haut.

Les rivières ont un débit très variable selon la saison. De plus, à proximité de la ligne de partage des eaux, ce sont encore des rivières naissantes, au débit faible et variable. Les concepteurs du canal ont donc prévu des lacs-réservoirs, formés artificiellement en barrant les rivières. Pour le versant Marne (Nord) ce sont Saint-Ciergues (8,1 M m3, sur La Mouche), Charmes (11,4 M m3, sur le Val de Gris). La Liez (14 M m3, sur la Suane et la Liez, également alimenté indirectement par la Marne et la Mouche) alimente le bief supérieur, donc les deux versants. Pour le versant Saône (Sud), c’est le lac de Villegusien (8,3 M m3, sur La Vingeanne).

Les 4 lacs, avec une capacité totale de 44 millions de m3, fournissent en moyenne 220 000 m3/jour à la Marne et à la Vingeanne, pendant les six mois de l’année où le débit de ces cours d’eau est le plus faible.

Crédits: © OpenCycleMap, OpenStrretMap contributors, CC-BY-CA
Langres, le pays des 4 lacs

Ces quatre réservoirs valent au pays de Langres le surnom de "Pays des 4 lacs".

Pour franchir la ligne de partage tout en étant en-dessous du niveau du lac de la Liez, il est nécessaire de passer en tunnel. C’est la raison d’être du tunnel de Balesmes qui constitue le bief supérieur à une altitude de 340m.

Ainsi, le sommet du plateau de Langres se trouve à 125,15 m au-dessus du bief supérieur, la Liez à 14,40 m, La Mouche à 20,49 m et Charmes à 1,44m. Villegusien se trouve en revanche à 36,96 m sous le bief (source VNF : panneau au lac de Charmes).


Le lac de La Mouche ou de Saint Ciergues

Initialement conçu comme une digue de terre, le barrage de Saint-Ciergues sera finalement réalisé en maçonnerie, de 1881 à 1890. Il est le tout premier en France à avoir bénéficié d’un élégant profil calculé selon les lois de la mécanique, les fondations (qui représentent 66% du volume total) étant la principale garantie d’une bonne stabilité de l’ouvrage par son ancrage dans le sol de la vallée (d’après Alain Cathrinet).

 

Crédits: © OpenCycleMap, OpenStrretMap contributors, CC-BY-CA
La Mouche et le canal de Champagne en Bourgogne

L’étendue maximale du lac-réservoir est de 97 ha pour une capacité de 8,1 millions de m3.

Une alimentation indirecte du canal

Le barrage de Saint Ciergues régule le débit de La Mouche ; celle-ci se jette à Humes dans la Marne. En fait, sur le barrage de Saint-Ciergues, il existe deux prises d’eau : l’une alimente la Mouche, l’autre un aqueduc qui suit la vallée de la Mouche et rejoint-celle-ci à l’entrée de Humes. Cet aqueduc sert également à la décharge du trop-plein du réservoir. Ainsi, en cas de crue, le débit de la Mouche est délesté par l’aqueduc.

On se sert donc de la Marne pour acheminer l’eau vers le canal. Une façon de considérer la chose est de dire que le débit des rivières qui longent le canal (la Marne vers le Nord et la Vingeanne vers le Sud), est régulé par les barrages, et que leur eau est versée dans le canal en fonction des besoins, en différents points.

On peut s’étonner de cette façon de faire : ne suffit-il pas de rajouter de l’eau en haut, le volume d’eau d’une éclusée passant de bief en bief vers l’aval ? La réalité est différente : d’une part les pertes en eau du canal varient d’un bief à l’autre, d’autre part il est probable qu’à une époque où la force motrice de l’eau servait encore aux moulins, la régulation des cours d’eau était un plus. Il faut également considérer que la construction des lacs réservoirs n’a pas été sans opposition, et que la régulation des cours d’eau pouvait apparaître d’utilité publique et faciliter leur acceptation par la population.

Crédits: VNF
Prise d’eau sur la Marne à Chanoy (amont)

La Marne est barrée peu après le confluent de La Mouche, à proximité de l’écluse de Chanoy, par une "prise d’eau en rivière", constituée d’un ensemble de ventelles de hauteur réglable qui permet de renvoyer l’eau dans le canal par un petit tunnel.

Il existe également une conduite forcée entre le barrage de la Mouche et celui de la Liez. Un document de 1991 Confortement du barrage de la Vingeanne en fait mention. L’article de Wikipedia mentionne "des tuyaux" (à préciser : où sont le départ et les arrivées ?).


Le lac de la Liez

Crédits: James Hutinet CC-BY-CA
Lac de la Liez, Langres

Ce lac artificiel, construit entre 1881 et 1886 est formé d’une digue en terre corroyée. Elle mesure 459 mètres de long, 61 mètres dans sa plus grande largeur à la base, prend ses appuis sur un mur ancré de 5,70 mètres dans le sol naturel et s’élève à 16,50 mètres de largeur à son sommet. La face amont du barrage est protégée par un parement de pierres maçonnées. La retenue d’eau couvre un peu plus de 270 hectares pour un volume de 16 millions de mètres cubes, ce qui constituait à l’époque le plus grand lac artificiel de France (d’après R.Petit).

Le réservoir de la Liez a été construit sur les lits de la Suanne et de la Liez.

Il est également alimenté par la Marne. Une "rigole de Vaucouleur" part de la Marne au Nord de Balesmes, passe en tunnel sous le ruisseau de Saint Maurice puis sous la N19, et abouti dans le lac. Cette rigole suit très exactement la courbe de niveau de 350m.

Si l’on considère l’alimentation par La Mouche mentionnée précédemment, ainsi que la tentative d’alimentation par Charmes décrite plus loin, on se rend compte que La Liez est la clef de voute de l’alimentation du canal.

Crédits: © OpenCycleMap, OpenStrretMap contributors, CC-BY-CA
La Liez et l’écluse de Batailles

Alimentation par la Liez

Une rigole d’alimentation de 1 222 mètres, la rigole de prise d’eau de la Liez, conduit les eaux du barrage à proximité de l’écluse des Batailles dans le bief de partage, lieu le plus élevé de toute la voie fluviale (340,65m).

Crédits: Jean-Pierre Gerphagnon
Canal de Bourgogne en Champagne. Ecluse n°1 "des Batailles"

Le lac de Charmes

Digue de Charmes vue du SudLe lac de Charmes est formé d’une digue en terre corroyée.
D’une longueur de 362 m et d’une hauteur totale de 22 m, sa largeur à la base est de 64 m. Achevée en 1906, elle est alors la plus haute digue de France. Le parement amont de la digue est consolidé par des plaques de mortier de ciment montées en gradins.

 

Crédits: B.Degoy
Réservoir de Charmes : ouvrage de prise d’eau

Les coteaux contre lesquels s’appuie la digue étant formés d’un terrain perméable, elle est prolongée par deux ancrages, enfouis dans de vastes fouilles atteignant jusqu’à 30 mètres de profondeur, empêchant les eaux du réservoir de contourner la digue.

Le réservoir a une capacité maximale de 11,4 millions de m3 pour une superficie de 197 à 205 ha.

Alimentation par le lac de Charmes

Crédits: Crédits: Tiles © ESRI and contributors
Le ruisseau du Val de Gris

Le réservoir de Charmes ne peut alimenter la partie supérieure du canal (bief de partage) ; ses eaux s’écoulent par le Val de Gris (également appelé ruisseau de Poiseul) et aboutissent dans le canal à l’écluse de Rolampont.

Tout est bon pour alimenter le canal : La Rivery, La Coudre, le Ruisseau de Tronchoy (canalisé à la traversée de Lannes) ainsi que La Come apportent leurs eaux au Val de Gris et ainsi le canal.

Crédits: B.Degoy
Pont sur le lac de Charmes, route Champigny-Changey

En 1958, un ouvrage de prise d’eau est construit au pont de la route de Champigny- Changey où des pompes électriques permettent d’envoyer l’eau à la Liez (et donc d’alimenter le bief supérieur) par une canalisation souterraine en ciment. Son usage s’avérant non rentable, le prix du mètre cube d’eau déplacé étant trop élevé et le rendement insuffisant, ce pompage est rapidement abandonné.

Crédits: B.Degoy
Prise d’eau sur la Marne à Rolampont

Il faut noter qu’une prise d’eau permet de faire les prélèvements sur la Marne en amont de Rolampont. Un siphon et un canal mettent la prise d’eau en communication avec le Val de Gris (à vérifier). Il semble que cet ouvrage puisse servir dans les deux sens : décharge du Val de Gris dans la Marne, alimentation du Val de Gris (et donc du canal à Rolampont) par les eaux de la Marne (à vérifier). (B.D.)


Lac de la Vingeanne ou de Villegusien

Sur la Digue de Villegusien, extrémité sudL’ouvrage d’art qui barre la vallée de la Vingeanne à Villegusien et qui retient l’eau pour alimenter le canal mesure 1254 m. Réalisée de 1902 à 1904, cette digue est en terre argilo-sableuse, "corroyée" c’est à dire tassée après avoir été débarrassée de ses impuretés : pierres, racines ou herbes. Un mortier de ciment la recouvre.Cette digue fut classée à l’époque la plus longue d’Europe.

L’étendue du lac-réservoir est de 199 ha. Il a une capacité de 8,7 millions de m3.

Crédits: Tiles © ESRI and contributors
La Vingeanne au sortir du lac

Deux prises d’eau font renaître la Vingeanne : une directement, l’autre en fournissant de l’eau à l’ancien moulin de Villegusien. La rivière longe ensuite le canal et lui apporte de l’eau en de multiples points de son parcours (à préciser).

Voyez également :

* Le lac réservoir de Charmes
* La digue de Saint-Ciergues
* Lac de Villegusien ou réservoir de la Vingeanne
* Le barrage - réservoir de la Liez : les origines
* Le canal de Champagne en Bourgogne
* Comment fonctionne une écluse ?

Sur le Web :

Tourisme Haute-Marne en Champagne

Notes :

[1Un cycle de sassage aval vers amont puis amont vers aval. VoyezComment fonctionne une écluse ?

Dans le glossaire :
potentiel hydrogène  

Documents :
Cliquez sur une image pour voir le document:
Pont sur le lac de Charmes, route Champigny-Changey

En 1958 un ouvrage de prise d’eau est construit sur le pont viaduc de la route de Champigny à Changey. Des pompes électriques envoyaient l’eau à la Liez par une canalisation souterraine en ciment. Son usage s’avérant non rentable et le (...)  

Réservoir de Charmes : ouvrage de prise d’eau

Les ouvrages de prise d’eau sont en retrait de la digue contrairement au lac de la Liez pour ne pas créer un point faible dans le barrage. Une passerelle métallique relie la plate forme supérieure de la digue à la tour, pour la manœuvre des (...)  

Canal de Bourgogne en Champagne. Ecluse n°1 "des Batailles"

Au premier plan à droite, l’aboutissement de la rigole de prise d’eau de la Liez dans le bief supérieur du canal.  

Prise d’eau sur la Marne à Chanoy (amont)

Un ensemble de ventelles de hauteur réglable permet de renvoyer l’eau dans le canal.  

Prise d’eau sur la Marne à Rolampont

Au premier plan, la retenue sur la Marne. Au fond, le canal de Champagne en Bourgogne, en amont de Rolampont. Un siphon sous le canal permet de communiquer avec le Val de Gris, ce dernier acheminant l’eau jusqu’à l’écluse de Rolampont où (...)  

Rigole de Vaucouleur : arrivée sur la Liez

Le ruisseau (ou rigole) de Vaucouleur est un système hydraulique permettant au trop-plein de la Marne d’aller se déverser dans le lac de La Liez (par un système astucieux de syphon).  

Digue de la Mouche ou de Saint-Ciergues

Un ouvrage en pierres et maçonneries, réalisé selon une conception et une réalisation toutes nouvelles pour l’époque.  


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Lat: 47° 49' 15.03" N
Lon: 5° 22' 23.39" E
Balesmes (Haute-Marne)


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