La riviere dit 6m3/s et le droit d eau ne dit rien. La DDT n a pas d info et je dois voir les archives departementales....
Ca peut donner quoi avec une riviere a 6m3 ?
Merci
Débits turbiné, réservé, dérivé, minimum biologique
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CF21
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Re: debit disponible maximum
Bonjour
La section limitante semble celle de votre entrée de chambre d'eau à 1,4 m2. Si le bief peut avaler 2,5 m2, cela fait un certain rétrécissement sur 5 m, vous perdez 44% de la surface. Le débit sera d'autant plus important que vous limiterez les pertes par frottement. Par exemple, si vous profilez votre bief comme un canal de Venturi sans choc avec paroi et radier en béton lissé, il passera plus d'eau qu'avec le même périmètre mouillé en terre ou en moellon irréguliers.
La surface est fixée, c'est la vitesse qui peut changer. En régime uniforme (approximation donc), la vitesse est V = K * R ^2/3 * I ^1/2
où K est le coefficient de rugosité de Strickler (équivalent de 1/n avec n coefficient de Manning), R le rayon hydraulique (surface mouillée divisée par périmètre mouillé) et I la pente en m/m (en régime uniforme, les pentes de fond, de surface et de charge sont identiques, en régime réel graduellement varié ce n'est pas tout à fait le cas)
Donc la vitesse est proportionnée au K de rugosité. Comme vous le voyez dans ce tableau, ce K peut changer d'un facteur 4 Justement je suis en train de finaliser un petit guide de mesure hauteur / débit pour nos adhérents, je copie-colle la partie provisoire sur le débit.
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Débit
Le débit maximum turbinable désigne la quantité d’eau pouvant transiter dans les vannes ouvrières du site, en direction de la salle des turbines ou du radier de vis / roue. On doit prendre la section la plus limitante, car par définition, il ne passera jamais plus d’eau qu’à travers cette section. La section limitante est parfois en entrée de bief. Le plus souvent, elle est la section d’entrée de la chambre d’eau.
Le débit est égal est à la section (surface) mouillée des vannes ou de la partie la plus étroite de l’amenée d’eau (en m2) que multiplie la vitesse de l’eau (en m/s) :
Q = S*V
La section mouillée est la partie en eau lors d’une exploitation normale. En l’absence d’une mesure exacte de la vitesse d’écoulement en entrée des vannes ouvrières, on prend généralement 1m/s comme première approximation.
La mesure de vitesse réelle peut se faire par flotteur, par moulinet ou par sonde Doppler.
On envisagera pour commencer une mesure sommaire par flotteur en surface. Cette mesure s’effectue à deux personnes. On prend la portion du bief en amont des grilles (canal d’amenée), où l’on détermine une distance D (par exemple 2 m) entre deux points A et B. Si possible, on tire sur le bief une corde ou un ruban au point A et un(e) autre au point B, perpendiculaires à la direction de l’écoulement. On lance un flotteur en amont et on déclenche un chronomètre pour mesurer le temps t parcouru à faire la distance AB. La vitesse superficielle est donnée par AB/t. On répète ce calcul d’une rive à l’autre, sur des lignes parallèles dans le sens du courant, distantes d’environ 50 cm. La vitesse superficielle moyenne est ensuite calculée à partir de ces différentes mesures sur des lignes parallèles.
La vitesse moyenne du bief (sur toute la surface mouillée) est estimée à 0,8 fois la vitesse superficielle moyenne ainsi calculée, pour un écoulement laminaire (calme) et 0,6 fois pour un écoulement turbulent. On prendra plutôt 0,75 pour l’écoulement assez calme d’un bief.
A noter : cette mesure a une marge d’erreur de 15 %, ce qui est important.
Conditions pour mesurer le débit
Comme pour la hauteur, le débit se mesure en condition d’exploitation, c’est–à-dire avec les vannes ouvrières ouvertes de sorte que le maximum de débit de la rivière passe dans la chambre d’eau et sorte par le canal de fuite.
Si possible, on aura laissé les vannes ouvertes un certain temps pour autocurer les sédiments. On aura pris soin de nettoyer les grilles (au râteau ou au dégrilleur) devant la chambre d’eau, pour éviter des colmatages qui donnent une mauvaise mesure de vitesse.
A noter
Si le bien n’a pas été exploité, il y a probablement à la base des vannes et des grilles une certaine hauteur de sédiments accumulés. Ces sédiments nuisent à l’exploitation optimale puisqu’ils empêchent l’écoulement de l’eau dans l’espace qu’ils occupent. A terme, ces sédiments devront être curés devant les vannes et dans le bief en général, afin que le maximum d’eau venant de la rivière s’écoule vers les turbines.
La section limitante semble celle de votre entrée de chambre d'eau à 1,4 m2. Si le bief peut avaler 2,5 m2, cela fait un certain rétrécissement sur 5 m, vous perdez 44% de la surface. Le débit sera d'autant plus important que vous limiterez les pertes par frottement. Par exemple, si vous profilez votre bief comme un canal de Venturi sans choc avec paroi et radier en béton lissé, il passera plus d'eau qu'avec le même périmètre mouillé en terre ou en moellon irréguliers.
La surface est fixée, c'est la vitesse qui peut changer. En régime uniforme (approximation donc), la vitesse est V = K * R ^2/3 * I ^1/2
où K est le coefficient de rugosité de Strickler (équivalent de 1/n avec n coefficient de Manning), R le rayon hydraulique (surface mouillée divisée par périmètre mouillé) et I la pente en m/m (en régime uniforme, les pentes de fond, de surface et de charge sont identiques, en régime réel graduellement varié ce n'est pas tout à fait le cas)
Donc la vitesse est proportionnée au K de rugosité. Comme vous le voyez dans ce tableau, ce K peut changer d'un facteur 4 Justement je suis en train de finaliser un petit guide de mesure hauteur / débit pour nos adhérents, je copie-colle la partie provisoire sur le débit.
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Débit
Le débit maximum turbinable désigne la quantité d’eau pouvant transiter dans les vannes ouvrières du site, en direction de la salle des turbines ou du radier de vis / roue. On doit prendre la section la plus limitante, car par définition, il ne passera jamais plus d’eau qu’à travers cette section. La section limitante est parfois en entrée de bief. Le plus souvent, elle est la section d’entrée de la chambre d’eau.
Le débit est égal est à la section (surface) mouillée des vannes ou de la partie la plus étroite de l’amenée d’eau (en m2) que multiplie la vitesse de l’eau (en m/s) :
Q = S*V
La section mouillée est la partie en eau lors d’une exploitation normale. En l’absence d’une mesure exacte de la vitesse d’écoulement en entrée des vannes ouvrières, on prend généralement 1m/s comme première approximation.
La mesure de vitesse réelle peut se faire par flotteur, par moulinet ou par sonde Doppler.
On envisagera pour commencer une mesure sommaire par flotteur en surface. Cette mesure s’effectue à deux personnes. On prend la portion du bief en amont des grilles (canal d’amenée), où l’on détermine une distance D (par exemple 2 m) entre deux points A et B. Si possible, on tire sur le bief une corde ou un ruban au point A et un(e) autre au point B, perpendiculaires à la direction de l’écoulement. On lance un flotteur en amont et on déclenche un chronomètre pour mesurer le temps t parcouru à faire la distance AB. La vitesse superficielle est donnée par AB/t. On répète ce calcul d’une rive à l’autre, sur des lignes parallèles dans le sens du courant, distantes d’environ 50 cm. La vitesse superficielle moyenne est ensuite calculée à partir de ces différentes mesures sur des lignes parallèles.
La vitesse moyenne du bief (sur toute la surface mouillée) est estimée à 0,8 fois la vitesse superficielle moyenne ainsi calculée, pour un écoulement laminaire (calme) et 0,6 fois pour un écoulement turbulent. On prendra plutôt 0,75 pour l’écoulement assez calme d’un bief.
A noter : cette mesure a une marge d’erreur de 15 %, ce qui est important.
Conditions pour mesurer le débit
Comme pour la hauteur, le débit se mesure en condition d’exploitation, c’est–à-dire avec les vannes ouvrières ouvertes de sorte que le maximum de débit de la rivière passe dans la chambre d’eau et sorte par le canal de fuite.
Si possible, on aura laissé les vannes ouvertes un certain temps pour autocurer les sédiments. On aura pris soin de nettoyer les grilles (au râteau ou au dégrilleur) devant la chambre d’eau, pour éviter des colmatages qui donnent une mauvaise mesure de vitesse.
A noter
Si le bien n’a pas été exploité, il y a probablement à la base des vannes et des grilles une certaine hauteur de sédiments accumulés. Ces sédiments nuisent à l’exploitation optimale puisqu’ils empêchent l’écoulement de l’eau dans l’espace qu’ils occupent. A terme, ces sédiments devront être curés devant les vannes et dans le bief en général, afin que le maximum d’eau venant de la rivière s’écoule vers les turbines.
Vous ne pouvez pas consulter les pièces jointes insérées à ce message.
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christophe_chabbert
Re: debit disponible maximum
Merci CF21 pour tous ces elements, je vais me lancer dans quelques calculs...
Dans mon cas, le bief fait 2,5 m2, avec hypothese de 1 m/s, cala donnerai 2,5 m3/s.
Mais ma vanne ne fait que 1,4 m2. Puis-je faire l approximation que si la vitesse est de 2m/s ds la vanne, je conserve mon debit de 2,5m3 au global (a comparer a la riviere qui fait 6) ?
En d autre terme, quelle peut etre la vitesse maxi autour de la vanne ? J ai bien compris que j avais interret a faire du beton lisse de part et d autre de la vanne.
Dans mon cas, le bief fait 2,5 m2, avec hypothese de 1 m/s, cala donnerai 2,5 m3/s.
Mais ma vanne ne fait que 1,4 m2. Puis-je faire l approximation que si la vitesse est de 2m/s ds la vanne, je conserve mon debit de 2,5m3 au global (a comparer a la riviere qui fait 6) ?
En d autre terme, quelle peut etre la vitesse maxi autour de la vanne ? J ai bien compris que j avais interret a faire du beton lisse de part et d autre de la vanne.
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CF21
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Re: debit disponible maximum
En fait, il y a deux cas :
- soit vous cherchez à définir la puissance maximale brute et vous voulez proposer à la DDT un Qmax important ;
- soit vous cherchez à définir le débit q'équipement réaliste de votre future turbine
Dans le second cas, partir sur des vitesses élevées me paraît périlleux : vous aurez des valeurs non réalistes et vous risquez de sur-équiper.
Dans le premier cas, la DDT prend généralement l'approximation (réaliste) de 1 m/s, si vous la jugez trop faible par rapport à l'hydrologie de la prise d'eau, vous devez le démontrer par une mesure de vitesse.
Dans tous les cas, mesurez la vitesse en entrée de bief avec la méthode du flotteur, cela vous donnera déjà une approximation. 2 m/s en vitesse moyenne sur la section, c'est très rapide...
- soit vous cherchez à définir la puissance maximale brute et vous voulez proposer à la DDT un Qmax important ;
- soit vous cherchez à définir le débit q'équipement réaliste de votre future turbine
Dans le second cas, partir sur des vitesses élevées me paraît périlleux : vous aurez des valeurs non réalistes et vous risquez de sur-équiper.
Dans le premier cas, la DDT prend généralement l'approximation (réaliste) de 1 m/s, si vous la jugez trop faible par rapport à l'hydrologie de la prise d'eau, vous devez le démontrer par une mesure de vitesse.
Dans tous les cas, mesurez la vitesse en entrée de bief avec la méthode du flotteur, cela vous donnera déjà une approximation. 2 m/s en vitesse moyenne sur la section, c'est très rapide...
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christophe_chabbert
Re: debit disponible maximum
Je suis ds le premier cas, puissance maxi a proposer a la DDT.
En fait je propose 1m/s ds li bief, section 2,5m2 et a cause du retrecissement de la vanne, je me demandais si 2m/s a la vanne etait realiste, c est a dire une moyenne de 1m/s ds le bief, soit un debit global autour de 2,5m3/s. Est-ce realiste ?
En fait il est difficile de mesure car l entree du bief est tres tres encombree...uniquement 40 cm d eau.....je pense que la mesure est impossible.
En fait je propose 1m/s ds li bief, section 2,5m2 et a cause du retrecissement de la vanne, je me demandais si 2m/s a la vanne etait realiste, c est a dire une moyenne de 1m/s ds le bief, soit un debit global autour de 2,5m3/s. Est-ce realiste ?
En fait il est difficile de mesure car l entree du bief est tres tres encombree...uniquement 40 cm d eau.....je pense que la mesure est impossible.
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ericnoharet
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Re: debit disponible maximum
Bonjour,
2m/s sur une très courte portion, c'est jouable sans problème.
6m3/s pour la rivière, c'est le module ?
Eric
2m/s sur une très courte portion, c'est jouable sans problème.
6m3/s pour la rivière, c'est le module ?
Eric
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christophe_chabbert
Re: debit disponible maximum
Ok, merci pour cette info.
Non, 6 m3, c est pendant 4 mois, puis 4 m3 pendant 2 mois, puis 2,5 etc....
Je prevois de produire uniquement pendant 6 mois de l annee, avec 3 m3 derivés environs....
Non, 6 m3, c est pendant 4 mois, puis 4 m3 pendant 2 mois, puis 2,5 etc....
Je prevois de produire uniquement pendant 6 mois de l annee, avec 3 m3 derivés environs....
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CF21
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Re: debit disponible maximum
Oui
Après, les DDT(-M) sont plus ou moins exigeantes selon les départements, voire les rivières. Parfois elles actent la PMB sur simple dossier reçu à la Préfecture, parfois elles viennent sur site et contestent. Si votre DDT(-M) est dans le second profil, pas bon d'avoir une entrée de bief complètement encombrée avec 40 cm de lame d'eau si l'on a fait l'hypothèse en dossier d'un profil optimal avec 1 m de H. Mais vous pouvez travailler sur votre bief avant de faire la démarche PMB, c'est conseillé.
Oui tout à fait, partez du principe de conservation de Bernoulli c'est-à-dire que tout ce qui entre sortira (avec une accélération).christophe_chabbert a écrit :Je suis ds le premier cas, puissance maxi a proposer a la DDT.
En fait je propose 1m/s ds li bief, section 2,5m2 et a cause du retrecissement de la vanne, je me demandais si 2m/s a la vanne etait realiste, c est a dire une moyenne de 1m/s ds le bief, soit un debit global autour de 2,5m3/s. Est-ce realiste ?
Après, les DDT(-M) sont plus ou moins exigeantes selon les départements, voire les rivières. Parfois elles actent la PMB sur simple dossier reçu à la Préfecture, parfois elles viennent sur site et contestent. Si votre DDT(-M) est dans le second profil, pas bon d'avoir une entrée de bief complètement encombrée avec 40 cm de lame d'eau si l'on a fait l'hypothèse en dossier d'un profil optimal avec 1 m de H. Mais vous pouvez travailler sur votre bief avant de faire la démarche PMB, c'est conseillé.
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caroussel
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Débit dérivable pour consistance légale
Bonjour à tous
Heureux propriétaire d'un moulin depuis peu, je suis confronté à la première étape de la longue épreuve aboutissant à l'injection de kWh dans le réseau, à savoir la reconnaissance du fondé en titre et de sa consistance légale.
La hauteur de chute ne posera pas de problème. Une bonne chose :-)
Le débit dérivable, quand à lui, est l'objet de tractation et débat en premier lieu avec le BET missionné pour l'étude de faisabilité. Fidèle lecteur de ce forum mais peu contributeur au vu de mes compétences limitées, le débit dérivable m'apparaissait jusqu'à présent comme un chose simple, claire, nette et précise. Les nombreux sujets à ce propos en témoigne. Il s'agirait en gros de la section d'entrée du canal d'amenée que multiplie une vitesse moyenne de 1m/s.
Or, mon BET me dit " que nenni!! il s'agit de la section des vannes ouvrières du règlement d'eau de 1859!". Evidemment, cela change pas mal de choses puisque les trois vannes ouvrières ont une section totale de 1.17*1.23=1.44 m² alors que la section d'entrée du canal d'amenée fait 5.6*085=4.76m². Soit un rapport de plus de 1 à 3.
Cela me laisse évidemment dans un état de perplexité similaire à celui d'une poule ayant trouvé une fourchette.
Descriptif: Le canal d'amenée fait environ 400 m et le dénivelé entre le niveau d'eau à son entrée et le niveau d'eau juste devant le moulin fait 1.54m ce qui fait une pente de canal assez importante. Le règlement d'eau propose un profil en long du canal avec des sections tous les 80m a peu près. Les section sont variables : entre 4.76m² au départ, 6.4*0.6=3.84m² à 50m du moulin et entre les deux un minimum à 1.7 m² de section.
La pente du canal est assez forte. Pour la plus petit section, elle est de 9.22 mm/m...
Voilà je suis un peu perdu dans tous ces chiffres. Le module de la rivière est de 5.2m³/s. Je suis donc un peu circonspect quand on m'annonce que débit dérivable serait autour de 1.5m³/s d'autant plus que l'empellement du moulin comporte en plus deux vannes de décharges de même dimension que les vannes ouvrières et qu'apparemment cela ne suffisait pas à évacuer toute l'eau qui arrivait puisque le règlement d'eau a acté la création d'un déversoir complémentaire à 25 m avant le moulin.
J'ai essayé le calcul du Qd avec la formule de Manning Strickler, cela semble aller vers un débit situé entre les deux chiffres autour de 3 à 3,5 mais ca dépend bien sur du coefficient de Manning que l'on prend et en fonction des sections, on ne trouve pas la même chose...
Sinon ce week-end je procède à mon premier vidage (partiel) de bief, j'espère secrètement trouver un coffre avec plein de lingots d'or dedans :-) Si connaissez des histoires de ce style, je suis aussi intéressé
EDIT MHEC: Messages déplacés dans le post: "Débit dérivable sur ouvrage "
Heureux propriétaire d'un moulin depuis peu, je suis confronté à la première étape de la longue épreuve aboutissant à l'injection de kWh dans le réseau, à savoir la reconnaissance du fondé en titre et de sa consistance légale.
La hauteur de chute ne posera pas de problème. Une bonne chose :-)
Le débit dérivable, quand à lui, est l'objet de tractation et débat en premier lieu avec le BET missionné pour l'étude de faisabilité. Fidèle lecteur de ce forum mais peu contributeur au vu de mes compétences limitées, le débit dérivable m'apparaissait jusqu'à présent comme un chose simple, claire, nette et précise. Les nombreux sujets à ce propos en témoigne. Il s'agirait en gros de la section d'entrée du canal d'amenée que multiplie une vitesse moyenne de 1m/s.
Or, mon BET me dit " que nenni!! il s'agit de la section des vannes ouvrières du règlement d'eau de 1859!". Evidemment, cela change pas mal de choses puisque les trois vannes ouvrières ont une section totale de 1.17*1.23=1.44 m² alors que la section d'entrée du canal d'amenée fait 5.6*085=4.76m². Soit un rapport de plus de 1 à 3.
Cela me laisse évidemment dans un état de perplexité similaire à celui d'une poule ayant trouvé une fourchette.
Descriptif: Le canal d'amenée fait environ 400 m et le dénivelé entre le niveau d'eau à son entrée et le niveau d'eau juste devant le moulin fait 1.54m ce qui fait une pente de canal assez importante. Le règlement d'eau propose un profil en long du canal avec des sections tous les 80m a peu près. Les section sont variables : entre 4.76m² au départ, 6.4*0.6=3.84m² à 50m du moulin et entre les deux un minimum à 1.7 m² de section.
La pente du canal est assez forte. Pour la plus petit section, elle est de 9.22 mm/m...
Voilà je suis un peu perdu dans tous ces chiffres. Le module de la rivière est de 5.2m³/s. Je suis donc un peu circonspect quand on m'annonce que débit dérivable serait autour de 1.5m³/s d'autant plus que l'empellement du moulin comporte en plus deux vannes de décharges de même dimension que les vannes ouvrières et qu'apparemment cela ne suffisait pas à évacuer toute l'eau qui arrivait puisque le règlement d'eau a acté la création d'un déversoir complémentaire à 25 m avant le moulin.
J'ai essayé le calcul du Qd avec la formule de Manning Strickler, cela semble aller vers un débit situé entre les deux chiffres autour de 3 à 3,5 mais ca dépend bien sur du coefficient de Manning que l'on prend et en fonction des sections, on ne trouve pas la même chose...
Sinon ce week-end je procède à mon premier vidage (partiel) de bief, j'espère secrètement trouver un coffre avec plein de lingots d'or dedans :-) Si connaissez des histoires de ce style, je suis aussi intéressé
EDIT MHEC: Messages déplacés dans le post: "Débit dérivable sur ouvrage "
Ancienne minoterie Morvandelle. 3.5m³/s et 2.5m de chute.
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CF21
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- Inscription : 04 juil. 2012, 16:20
- Localisation : Bourgogne, Yonne, moulin Sully sur le Trinquelin
Re: Débit dérivable pour consistance légale
Bonjour,
C'est bizarre d'avoir 4,76 m2 en entrée du canal, puis 1,7 m2, puis 3,84m2 à 50 m du moulin, puis 1,44 m2 en vannes ouvrières : contraintes du terrain?
La DDT aime se référer à la valeur de 1 m/s comme vitesse de l'eau. Dans ce cas, le BE devrait argumenter au plus simple : il rentre 4,76 m3/s dans le bief et si les curiosités géométriques du canal d'amenée provoquent des accélérations / décélérations / pertes de charge, elles ne changent pas le débit max prélevable en entrée du canal (avec la référence de vitesse de la DDT). En rappelant qu'il s'agit bien d'un maximum et que le débit d'équipement pourra être inférieur (ce qui est souvent le cas).
D'un point de vue réglementaire et non hydraulique, la consistance légale désigne ce qu'un site peut prélever au cours d'eau : il paraît plus logique de la mesurer à l'endroit même où le cours d'eau est dérivé (au début du bief donc) et non pas sur telle ou telle zone par la suite. Parce que cela devient plus compliqué : si la section rétrécit, la vitesse augmente... vous n'allez quand même pas faire un modèle hydraulique complet du bief !
C'est bizarre d'avoir 4,76 m2 en entrée du canal, puis 1,7 m2, puis 3,84m2 à 50 m du moulin, puis 1,44 m2 en vannes ouvrières : contraintes du terrain?
La DDT aime se référer à la valeur de 1 m/s comme vitesse de l'eau. Dans ce cas, le BE devrait argumenter au plus simple : il rentre 4,76 m3/s dans le bief et si les curiosités géométriques du canal d'amenée provoquent des accélérations / décélérations / pertes de charge, elles ne changent pas le débit max prélevable en entrée du canal (avec la référence de vitesse de la DDT). En rappelant qu'il s'agit bien d'un maximum et que le débit d'équipement pourra être inférieur (ce qui est souvent le cas).
D'un point de vue réglementaire et non hydraulique, la consistance légale désigne ce qu'un site peut prélever au cours d'eau : il paraît plus logique de la mesurer à l'endroit même où le cours d'eau est dérivé (au début du bief donc) et non pas sur telle ou telle zone par la suite. Parce que cela devient plus compliqué : si la section rétrécit, la vitesse augmente... vous n'allez quand même pas faire un modèle hydraulique complet du bief !