Le fonctionnement des écluses

Les écluses 1, 2 et 3 du canal de Chambly en 1904.
© Archives nationales du Canada

La plupart des canaux du Canada sont formés d'écluses permettant de surmonter des obstacles à la navigation tels que barrages, rapides, battures, socles rocheux, etc. Ce type de construction s'avère l'un des moyen les plus efficaces et les plus sécuritaires pour éviter les obstacles sur un cours d'eau.

L'écluse est habituellement composée d'un bassin étanche appelé sas servant à élever ou abaisser le niveau de l'eau selon le besoin. Les bateaux montent ou descendent par le remplissage ou la vidange du sas. Des portes installées aux deux extrémités permettent aux embarcations d'entrer et de sortir du sas. Les portes sont actionnées par divers systèmes : hydraulique, électrique ou manuel selon le canal.

Le remplissage et la vidange du sas se font par simple gravité (principe des vases communicants), au moyen de vannes installées dans les portes ou dans les murs de l'écluse.

Si la dénivellation que l'écluse permet de franchir est répartie sur une grande distance horizontale, on aménage un canal pour accéder à l'écluse.

Il existe d'autres ouvrages s'apparentant au système d'éclusage conventionnel et qui remplissent les mêmes fonctions pour la navigation. Il s'agit de l'écluse hydraulique et du ber roulant .

Une écluse conventionnelle

Fonctionnement d'une écluse conventionnelle pour un bateau qui se dirige vers l'amont :

1. Au niveau inférieur, le bateau pénètre dans l'écluse.
2. On ferme alors les portes et les vannes inférieures formant ainsi un sas étanche.
3. On ouvre ensuite les vannes supérieures, ce qui permet à l'eau de pénétrer dans l'écluse par gravité et d'élever l'embarcation.
4. Lorsque le niveau de l'eau dans l'écluse correspond à celui de la partie amont du canal, on ouvre les portes supérieures et l'embarcation poursuit sa route vers l'amont.

On procède en sens inverse pour les embarcations qui font route vers l'aval :

1. Au niveau supérieur, l'embarcation pénètre dans l'écluse.
2. On ferme alors les portes et les vannes supérieures pour former un sas étanche.
3. On ouvre ensuite les vannes inférieures qui laissent s'échapper le trop plein d'eau par rapport au niveau inférieur.
4. Lorsque le niveau d'eau, de part et d'autre des portes inférieures, est identique, on ouvre ces dernières et l'embarcation poursuit sa route vers l'aval.

Le fonctionnement d'une écluse conventionnelle.

Fonctionnement d'un ber roulant

Ber roulant

Le ber roulant est formé d'un wagon plat monté sur des rails reliant deux plans d'eau séparés par un obstacle. Les embarcations sont hissées sur un wagon qui est ensuite tiré hors de l'eau à l'aide d'un treuil installé au sommet de l'obstacle à franchir. Une fois parvenu à ce point, le wagon descend le versant opposé par gravité et pénètre dans le second plan d'eau.

Le système du ber roulant est utilisé à Big Chute, en Ontario, sur la voie navigable Trent-Severn. Il permet de prévenir la migration d'espèce de poisson d'un plan d'eau à l'autre.

Fonctionnement d'une écluse hydraulique

Une écluse hydraulique est formée de deux sas à mouvement vertical, faisant contrepoids l'un sur l'autre au moyen d'un système hydraulique. Chaque sas repose sur un énorme piston dont le déplacement de haut en bas dans le cylindre qui le reçoit exerce une poussée sur le piston du deuxième sas, qui s'élève alors. L'écluse de Peterborough, en Ontario, fonctionne de cette manière.

Écluse hydraulique

1. Le sas supérieur contient une quantité d'eau plus importante que le sas inférieur. Il est par conséquent le plus lourd des deux.
2. Lorsque la vanne reliant les deux cylindres est ouverte, le sas supérieur, plus lourd, descend et le piston sur lequel il repose déplace un volume équivalent d'eau qui est poussé dans le deuxième cylindre, ce qui actionne l'autre piston et soulève le sas inférieur.
3. Lorsque ce dernier atteint le niveau supérieur, la vanne se ferme. L'autre sas est maintenant rendu au niveau inférieur.
4. Les portes des deux sas s'ouvrent, raccordant chaque sas au bief correspondant, mais à un niveau tel que le sas supérieur reçoit une quantité d'eau supplémentaire et le sas inférieur en rejette une quantité correspondante.
5. Les bateaux sortent des sas et d'autres y accèdent. On ferme les portes, la vanne est de nouveau ouverte et, plus lourd, le sas supérieur se met à descendre, provoquant la remontée du deuxième sas.