VOIES D EAU DU HAINAUT PEDAGOGISCH DOSSIER

Transcriptie

1 VZW VOIES D EAU DU HAINAUT PEDAGOGISCH DOSSIER LAGER ONDERWIJS 4 DE CYCLUS EN MIDDELBAAR ONDERWIJS 1 STE GRAAD OP ONTDEKKINGSTOCHT NAAR DE SCHEEPSLIFTEN! Voies d Eau du Hainaut vzw- BS/DM/CB/NB - maart2016

2 DE WATERWEG Enkele data... Pagina 3 Tussen steenkool en kanalen.. Pagina 3 Geografische ligging. Pagina 4 DE SLUIS Schema van een sluis Pagina 5 Werkingsprincipe.. Pagina 5 Samengevat. Pagina 6 DE HYDRAULISCHE LIFT (HISTORISCH CENTRUMKANAAL) Een beetje geschiedenis Pagina 7 Enkele cijfers.. Pagina 7 Werkingsprincipe.. Pagina 8 Heb jij het belangrijkste goed onthouden?... Pagina 9 INDEX HET HELLEND VLAK VAN RONQUIÈRES Een beetje geschiedenis Pagina 10 Enkele cijfers.. Pagina 10 Werkingsprincipe.. Pagina 11 Heb jij het belangrijkste goed onthouden?... Pagina 12 DE KABELLIFT VAN STRÉPY-THIEU Een beetje geschiedenis Pagina 13 Enkele cijfers.. Pagina 13 Werkingsprincipe.. Pagina 14 Heb jij het belangrijkste goed onthouden?... Pagina 15 ENKELE ESSENTIËLE WETTEN VAN DE FYSICA De communicerende vaten. Pagina 17 Een experimentje om uit te voeren in de klas.... Pagina 18 De wet van Pascal. Pagina 19 Een experimentje om uit te voeren in de klas.... Pagina 20 De opwaartse druk van Archimedes Pagina 21 Een experimentje om uit te voeren in de klas.... Pagina 22 EEN BEETJE WOORDENSCHAT Pagina 23 HEBT JIJ HET BELANGRIJKSTE ONTHOUDEN? Vragen, denk en logicaspelletjes.. Pagina 24 BIBLIOGRAFIE. Pagina 30 Pagina 7 Pagina 10 Pagina 13

3 DE WATERWEG Een natuurlijk vervoermiddel De mens heeft niet altijd gebruik gemaakt van gemotoriseerde transportmiddelen. Tot het einde van de 18 de eeuw diende men te betalen om de wegen te gebruiken en ze waren ook niet geasfalteerd, wat maakte dat men er bij slecht weer ook geen gebruik van kon maken. Het was wachten tot de eerste helft van de 20 de eeuw vooraleer mensen de eerste auto s zagen rijden en er goede wegen waren. Voordien gebruikten de mensen een natuurlijk vervoermiddel: de waterweg. Het gebruik van de waterweg door de mens gaat terug tot de oudheid. ENKELE DATA 1379 De eerste kanalen werden in Vlaanderen aangelegd vanaf de middeleeuwen. In Wallonië zal men moeten wachten tot de 16 de eeuw vooraleer er bouwprojecten opduiken voor de aanleg van kanalen, omwille van het enorme debiet van onze waterwegen Het kanaal dat Bergen met Condé verbindt (Franse grens) wordt in gebruik genomen op basis van de plannen ontworpen door Napoléon I. Na 1815 De Waalse industrie zorgt voor een verder bloeind vervolg in het kader van de ontwikkeling van de steenkoolmijnnen, en de kanaalprojecten nemen alsmaar toe om het goederenvervoer te stimuleren. De eerste kanalen zien we opduiken onder het bewind van Willem de 1 ste, Koning der Nederlanden: het kanaal Pommeroeul - Antoing (nabij Doornik), Gent - Terneuzen (Vlaanderen) Brugge - Sluis (Vlaanderen) en Maastricht - s-hertogenbosch (voor de verbinding van de Maas met de Noordzee). Na 1832 Het kanaal Charleroi-Bruxelles wordt geopend en is essentieel geworden voor het vervoer van Henegouws steenkool naar het noorden van het land. Maar eens het kanaal af is blijkt dat een model voor 70 ton niet voldoende is: er wordt dus achtereenvolgens overgeschakeld van 70 naar 300 ton, en van 300 naar 1350 ton. Daarna wordt er gestart met het aanleggen van andere kanalen (Centrumkanaal), en enkele worden zelfs niet voltooid. Op het einde van de 19 de eeuw is de essentie van het Belgische waterwegnet een feit. De bedoeling bestaat erin om de Waalse industrie en steenkoolgebieden te verbinden met de zeehavens. TUSSEN STEENKOOL EN KANALEN... De Waalse industrie beleeft haar hoogdagen tijdens de 19 de eeuw. De waterwegen zijn vanaf dan een onmisbaar vervoermiddel om steenkool te vervoeren naar het noorden van het land: het risico op een ongeval (averij) is minimaal in vergelijking met het risico op de weg (die in die tijd in slechte staat verkeerde) maar ook en vooral omdat een vaartuig evenveel goederen kan vervoeren als tien vrachtwagens! Maar dat succes genereert geleidelijk aan een gigantisch probleem: er varen alsmaar meer boten op de kanalen, maar het type kanaal laat geen zo n vlot verkeer toe als in het begin. Omstreeks 1879 begon men eraan te denken om de kanalen uit te breiden, het waterwegennet zou gemoderniseerd worden en er zou een gelijkschakeling van de kanalen komen op Europees niveau. Het is pas na de Tweede Wereldoorlog dat er werken starten om het kanaal uit te breiden, en na verloop van tijd zijn de belangrijkste assen van het wegennet toegankelijk tot 1350 ton. Het Centrumkanaal en het kanaal Charleroi-Brussel komen namelijk in aanmerking voor deze modernisering. In Wallonië wordt de kern van het waterwegennet gevormd door de Samber, de Maas, de Schelde en de Hene (die vroeger de eerste verbindingsweg over water was in Henegouwen). Waarom ton? Dit is het gewicht van de boot van het type Rijn-Herne-Kanal (RHK), reeds sterk verspreid in Nederland en in Duitsland en aangeduid als referentiemodel voor de binnenscheepvaart.

4 GEOGRAFISCHE LOKALISATIE Steden en kanalen NOORDZEE ZEEBRUGGE OOSTENDE BRUGGE KANAAL GENT - OOSTENDE C. GAND - TERNEUZEN GENT K. DESSEL - TURNHOUT ANTWERPEN- ALBERTKANAAL NEDERLAND DUINKERK IJZER KORTRIJK LEIE DEÛLE RIJSEL BOVENSCHELDE K. NIMY BLATON - PÉRON- VALENCIENNES BOVENSCHELDE TOURNAI DENDER ATH DENDER Centrumkanaal BERGEN K. CHARLEROI - BRUSSEL K. BRUSSEL - SCHELDE BRUSSEL SAMBER SAMBER CHARLEROI HASSELT LEUVEN MAAS NAMEN MAAS LUIK C. ZUID-WILLEMSVAART MAASTRICHT ALBERTKANAAL DUITSLAND FRANKRIJK G.-H. LUXEMBURG Brussel S GRAVENBRAKEL Hellend Vlak van Ronquières ECAUSSINNES Brussel Oud kanaal Charleroi - Brussel Kanaal Charleroi - SENEFFE LE ROEULX Centrumkanaal 1350 ton Kabbellift van Strépy-Thieu PONT-A-CELLES Bergen Centrumkanaal 300 ton LA LOUVIÈRE Kanaal Charleroi - Brussel Charleroi

5 DE SLUIS De meest klassieke en de oudste techniek om van het ene naar het andere waterpeil te gaan is door middel van een sluis. In de 15 de eeuw tekent Leonardo da Vinci schutsluizen met poorten. We zien voor het eerst zo n type sluis opduiken in 1528 op de Ourcq in de buurt van Parijs. SCHEMA VAN EEN SLUIS Een sluis bestaat uit een sas (1) waar een of meerdere schepen in kunnen naargelang het tonnage, en aan elke zijde van die sas zijn er een of twee deuren (2) naargelang de constructies die het lage (3) en het hoge (4) waterpeil van elkaar scheiden. (4) Stroomafwaarts (3) (1) (2) Stroomopwaarts WERKINGSPRINCIPE De werking van een sluis omvat de volgende stappen: Stap 1 De sluiswachter opent de sluisdeuren aan het hoge of lage waterpeil zodat het waterniveau binnen het sas overeenstemt met het aangrenzende waterpeil, volgens het principe van de communicerende vaten. Stap 2 De sluiswachter opent de deur(en). Het schip vaart het sas binnen. Stap 3 De sluiswachter sluit opnieuw de deur(en). De deuren die eerder werden geopend, worden gesloten en men opent de deuren die grenzen aan het andere waterpeil zodat de waterniveaus overeenstemmen, steeds volgens het principe van de communicerende vaten. Stap 4 De sluiswachter opent de deur(en) en de boot zet zijn traject op het water verder.

6 SAMENGEVAT De boot gaat over van het ene naar het andere waterpeil door het waterpeil in de sluis aan te passen. Tijdens die beweging voert de boot een verticale verplaatsing uit. Telkens een schip wordt versast wordt er ook veel water verbruikt, want grote hoeveelheden water verplaatsen zich van het hoger gelegen gebied naar het lager gelegen gebied. Dit brengt enorm veel kosten met zich mee. Om het probleem van het enorme waterverbruik op te lossen hadden ingenieurs uit de 18 de en de 19 de eeuw het idee opgevat om de heuvels over te steken via tunnels. Enkele sluizen: Lanaye (de grootste sluis van Wallonië met 13,68 meter hoogteverschil), Itter (13,30 meter), Obourg, Havré of de sluis van Thieu; die laatste dient als verbinding tussen het oude Centrumkanaal tot 300 ton en het nieuwe Centrumkanaal voor grote schepen (1350 ton).

7 HYDRAULISCHE LIFT HISTORISCH CENTRUMKANAAL EEN BEETJE GESCHIEDENIS Na het aanleggen van het kanaal Charleroi-Brussel (1832) was het duidelijk dat de Henegouwse industrie nood had aan het aanleggen van een vertakking naar Houdeng-Goegnies en de industriebekkens van Charleroi en het Centrum om die laatste te verbinden met Vlaanderen en Noord-Frankrijk. Het graven van het Centrumkanaal voor schepen tot 300 ton is iets dat werd gepland vanaf 1841 door Alexandre Vifquain. Het probleem is dat men een hoogteverschil van 66 meter over 7 km diende te overbruggen, hetgeen overeenkwam met 17 sluizen. Dit alternatief was ondenkbaar gezien het enorme waterverbruik bij elk schip dat wordt versast, de hoge kost om dit te realiseren en het tijdverlies voor de binnenschipper om langs al die sluizen te varen. De oplossing: 6 sluizen bouwen en vier liften. Het was het Londens bedrijf van Clark Stanfield dat de plannen kreeg toegewezen. De liften werden gebouwd tussen 1885 en 1917, onder de verantwoordelijkheid van de fabrieken van Cockerill in Seraing. Brussel Bergen Lift nr.4 Thieu 16,90 m LE ROEULX Lift nr.2 Houdeng-Aimeries 16,90 m Lift nr. 3 Bracquegnies 16,90 m Lift nr.1 Houdeng-Goegnies 15,40 m LA LOUVIÈRE Charleroi Het betreft hier een innovatie inzake burgerlijke bouwkunde: de lichte metalen structuren met roosterwerk vindt men vaak terug in constructies uit die tijd (Eiffel, Horta, ), deze structuren kunnen gemakkelijk gemonteerd worden en bieden een uitstekende weerstand tegen druk. De eerste lift werd geopend in 1888 door Koning Leopold II, maar het kanaal werd niet gebruikt voor De redenen voor die vertraging waren heel uiteenlopend: de bouw van drie andere liften, de technische vereisten, de controverses tussen de steenkoolbekkens, de concurrentie van het spoor, de mijnverzakkingen die voor scheuren zorgden in het kanaalvlak, en ten slotte de Tweede Wereldoorlog. Omdat de Duitsers zich bewust waren van de nut van het kanaal, zowel voor de industrie als voor de militaire strategie, dwongen ze de Belgen om het kanaal af te dichten en de drie andere liften te voltooien. ENKELE CIJFERS Een hydraulische lift bestaat uit twee bakken (A) die volledig van elkaar afhangen. Elk van de bakken is 43 meter lang op 6 meter breed voor een gewicht van 1 ton. De bakken rusten op een gigantische centrale zuiger (C) van 19 meter hoog op 2 meter diameter ondergedompeld in een gigantische cilinder (D) gevuld met water. Deze twee cilinders zijn onderling verbonden via een centrale leiding (B) die is afgesloten met een klep. Elke bak kan een vaartuig van 300 ton vervoeren. Het oversteken van een hydraulische lift duurt ongeveer 20 tot 30 minuten. (A) (C) (D) (B) T (A) (E)

8 WERKINGSPRINCIPE VAN EEN HYDRAULISCHE LIFT Het bijzondere aan een hydraulische lift is dat ze enkel werkt met water en dat de werking voornamelijk gebaseerd is op twee belangrijke wetten uit de fysica: de wet van de communicerende vaten en de wet van Archimedes. De lift werkt zoals een huishoudweegschaal: De bakken van een hydraulische lift kunnen worden vergeleken met de schalen van een oude keukenweegschaal: de weegschaal beweegt van zodra men een gewicht in de bovenste schaal legt. In het geval van hydraulische liften zal het water gebruikt worden als extra gewicht. Er zal hiervoor 30 centimeter water (hetgeen overeenkomt met 75 ton) worden toegevoegd in de bovenste bak. (A) T + 30 cm water (= 75 ton) Totaal = ton Hoe kan je een gewicht toevoegen in water? Door je gewoon te baseren op het principe van de communicerende vaten. Indien de bovenste bak wordt gestopt op dezelfde hoogte als het kanaal, dan zal het waterniveau niet wijzigen en het gewicht zal ook niet wijzigen. Door het waterniveau van de hoogste bak te stoppen op 30 centimeter van het kanaal en indien men de deuren van de bak en van het kanaal lichtjes opent, dan zal er automatisch een hoogte van 30 centimeter water (en dus 75 ton) binnensijpelen in de bak. De hoogste bak, die nu 1075 ton weegt is zwaarder dan de laagste bak (1000 ton) en dus kan de volledige evenwichtsoefening doorgaan. T T (B) Waarom doet de boot het gewicht van de bak niet stijgen? Alvorens over te gaan tot de volledige evenwichtsoefening moet men wachten tot er een schip in de ene of de andere bak vaart. Volgens het principe van Archimedes zal het schip het gewicht van de bak niet wijzigen. Indien een schip 300 ton weegt, dan zal het eigen gewicht automatisch uit het water van de bak worden gejaagd. Met of zonder boot zal de bak in de bovenloop (A) altijd een gewicht van 1075 ton hebben en die in de benedenloop (B) een gewicht van ton. Hoe verloopt het manoeuvre? Van zodra het schip in de bak is, worden de poorten gesloten. De centrale klep (C) die de twee cilinders scheidt (D) is open en de twee bakken (A) en (B) komen in beweging. De bak bovenaan die met zijn 1075 ton zwaarder weegt, daalt en dwingt de bak beneden die met zijn ton lichter is, om te stijgen. (B) Hoe de volgende evenwichtsoefening voorbereiden? De bak van de bovenloop (A) komt in de benedenloop terecht en weegt nog altijd 1075 ton. Opdat de volgende verplaatsing opnieuw zou kunnen doorgaan, is het echter nodig dat de bak zijn overgewicht aan water verliest dat in de bovenloop net werd toegevoegd. Bij het dalen zal het waterniveau in de bak zodoende gestopt worden op 30 cm boven het normale waterniveau van het kanaal. De deuren van de bak en van het kanaal zijn open: de 75 ton water van de bak (A) die er in de bovenloop bij kwamen, worden in de benedenloop afgevoerd. Ondertussen krijgt de bak in de bovenloop (B) het teveel aan water en de lift is zo klaar voor de volgende verplaatsing. (A) (C) T Samengevat De boot schakelt over van het ene naar het andere waterpeil dankzij twee bakken die water verplaatsen en die volledig afhankelijk van elkaar werken. Het gaat ook over een verticale verplaatsing. (D) (D)

9 HEB JIJ HET BELANGRIJKSTE GOED ONTHOUDEN? De hydraulische lift (Historisch Centrumkanaal) VOOR ELKE LIFT EEN DORP! Vul de naam van het dorp in voor elke hydraulische lift. Thieu Houdeng-Goegnies La Louvière Bracquegnies Le Roeulx Houdeng-Aimeries Strépy-Thieu Havré Lift nr Brussel Charleroi Lift nr Bergen Lift nr Lift nr MEERKEUZEVRAGENLIJST. Omcirkel het juiste antwoord. Welk is het totaal niveauverschil van de vier hydraulische liften? A) 17 m B) 66 m C) 73 m Hoeveel boten van 1350 ton kan een hydraulische lift vervoeren? A) 0 B) 1 C) 2 Hoe lang duurt het ongeveer om een hydraulische lift te passeren? A) 60 min B) 45 min C) 20 min In welk jaar werd de 1 ste hydraulische lift geopend? A) 1884 B) 1888 C) 1917 Met hoeveel ton stemmen de 30 centimeter water overeen die nodig zijn om de bovenste bak te verzwaren? A) 30 ton B) 75 ton C) 90 ton Volgens welk fysicaprincipe verandert het gewicht van een boot geenszins het gewicht van een bak gevuld met water? A) De wet van Pascal B) De wet van de communicerende vaten C) De wet van Archimedes HEB JIJ EEN GOED GEHEUGEN? Benoem elk element van de hydraulische lift. (A) (A). (B). (C). (D). (B) T (C) (D)

10 HET HELLEND VLAK VAN RONQUIERES EEN BEETJE GESCHIEDENIS Het hellend vlak van Ronquières was essentieel geworden voor het vervoer van de Henegouwse steenkool naar het noorden van het land (tijdens de 19 de eeuw was de Belgische productie omvangrijker dan die van Frankrijk en van Duitsland), en het kanaal Brussel-Charleroi werd in 1832 geopend na vier jaar grondwerken. Gedurende bijna twee eeuwen werden er nochtans tal van projecten gerealiseerd en dit omwille van twee belangrijke redenen: 1- het graven van een diepe put was moeilijk in deze heel Brussel bergachtige streek; 2- er was een schrijnend gebrek aan geld; de prioriteit ging in die tijd uit naar uitgaven voor oorlogscampagnes. Het definitief project van het kanaal Brussel-Charleroi, een van de oudste van het kunstmatig aangelegd waternet kwam tot stand door toedoen van de hoofdingenieur Jean -Baptiste Vifquain. S GRAVENBRAKEL Het kanaal werd dus eerst opengesteld voor boten van 70 ton, ook wel baquets of klompen genoemd. Maar de industriële bloei van de steenkoolmijnen op het einde van de 19 de eeuw toonde aan dat een waterweg met een Hellend Vlak grote doorsnede en omvangrijker hydraulische constructies van Ronquières onmiddellijke garanties zouden opgeleverd hebben voor de toekomst. Het kanaal was dus nog maar goed en wel in gebruik genomen of het werd uitgebreid om het toegankelijk te maken voor een groter tonnage. Het laadver- ARQUENNES mogen werd eerst opgetrokken van 70 naar 300 ton en na de 2 de Wereldoorlog bedroeg het laadvermogen 1350 ton voor het hele traject, overeenkomstig de moderne internationale norm. Een dergelijke modernisering zou FELUY niet mogelijk geweest zijn zonder de bouw in 1968 van het hellend vlak van Ronquières, een uitzonderlijk bouwwerk. Er moesten dus op bepaalde plaatsen belangrijke wijzigingen gebeuren, er moest zelfs een nieuw traject komen. Een omvangrijker tonnage zorgde voor een minder lang traject om Charleroi met Brussel te verbinden (een SENEFFE dag in plaats van vier), en daardoor kon de prijs van steenkool in Brussel dalen. De werken gingen van start in 1962 en de constructie werd in gebruik genomen in ENKELE CIJFERS Het hellend vlak strekt zich uit over een lengte van 1432 meter voor een hoogteverschil van 68 meter, wat eigenlijk een uniek bouwwerk in zijn soort is! Het hellend vlak heeft twee bakken met gigantische afmetingen: 91 meter lang voor een breedte van 12 meter. Elke bak weegt ongeveer 5600 ton en rust op 238 wielen (ook wel rollen genoemd) van 70cm diameter. Elk van die bakken kan een boot van 1350 ton vervoeren of 8 boten van 300 ton. Elke bak wordt in evenwicht gebracht met een tegengewicht van 5200 ton om de kracht van het manoeuvre te beperken, hetgeen de twee bakken de mogelijkheid biedt om onafhankelijk van elkaar te werken. Het oversteken van het hellend vlak, met het binnen- en buitenvaren van het schip, duurt ongeveer 40 minuten. 68 m Stroomopwaarts (A) Kanaal Charleroi-Brussel Thieu m Oude Kanaal Charleroi-Brussel Stroomafwaarts (B) Charleroi

11 WERKINGSPRINCIPE Het oversteken van het hellend vlak van Ronquières kan worden samengevat in 3 stappen: Stap 1 Binnenvaren van de boot in de bak. Openen van de deuren en binnenvaren van het schip in de bak. Sluiten van de deuren. Stap 2 Verplaatsen van de bak. De bak en het tegengewicht zetten zich in beweging en rollen langs het hellend vlak. Stap 3 Uit de bak varen. De deuren van de bak gaan open en het schip kan naar buiten varen. SAMENGEVAT De boot vaart van het ene waterpeil naar het andere via de twee waterbakken die het schip vervoeren en die onafhankelijk van elkaar werken. Het betreft een transversale verplaatsing.

12 HEB JIJ HET BELANGRIJKSTE GOED ONTHOUDEN? Hellend Vlak van Ronquières. WAAR LIGT...? Elke plaats en elke constructie heeft zijn nummer. Hellend Vlak van Ronquières 1 Het oude kanaal Charleroi-Brussel Arquennes 2 Feluy 3 Kanaal Charleroi-Brussel T Charleroi 4 Oud Canal du Centre 6 5 Seneffe 7 Brussel MEERKEUZEVRAGENLIJST. Omcirkel het juiste antwoord. 8 Hoeveel bedragt het hoogteverschil van het Hellend Vlak van Ronquières? A) 66 m B) 68 m C) 73 m Over welke lengte strekt het Hellend Vlak van Ronquières zich uit? A) 634 m B) m C) m Hoe lang duurt het ongeveer om het Hellend Vlak over te steken? A) 15 min B) 30 min C) 40 min In welk jaar werd het kanaal Charleroi-Brussl geopend? A) 1968 B) 2002 C) 1832 Hoeveel boten van 300 ton kan het Hellend Vlak tegelijkertijd vervoeren? A) 2 B) 4 C) 8 Welke andere term wordt gebruikt voor de wielen van de bakken? A) rozetten B) rollen C) rails Hoe heetten de boten uit de 19de eeuw die werden gebruikt op het kanaal met een tonnage van 70 ton? A) «Rhein - Herne - Kanal» B) baquet C) klompen

13 DE KABELLIFT VAN STRÉPY-THIEU EEN BEETJE GESCHIEDENIS Gezien de wet van 1957 inzake de algemene aanpassing aan een tonnage van 1350 ton van de Europese waterwegen, viel het Centrumkanaal (300 ton) ook onder deze verplichting. De werken werden gestart in De modernisering van het stuk tussen Havré en Houdeng bezorgde de ingenieurs heel wat problemen omwille van de onregelmatigheid van het terrein. Er werd gekozen voor een gedurfde oplossing die de mogelijkheid bood om in één keer een niveauverschil van 73 meter te overbruggen, door de 4 oude liften en 2 sluizen te vervangen door de kabellift van Strépy-Thieu. De werken werden gestart in 1982 en de lift werd opengesteld voor de scheepsvaart in Er werd een nieuwe bedding gegraven voor het kanaal tot 1350 ton, dat in verbinding stond met het bovenste deel van de lift door een andere opmerkelijke constructie: de kanaalbrug van Sart in Houdeng. Deze werd geïnstalleerd volgens de duwtechniek, waardoor het Centrumkanaal aangepast aan een groter tonnage de vallei van Thiriau du Sart kon overbruggen en een druk wegenknooppunt van 500 meter lang. Bergen Kabellift Strépy-Thieu 73,15 m Lift nr.4 Thieu 16,90 m LE ROEULX Canal du Centre 300 T Canal du Centre T Lift nr.2 Houdeng-Aimeries 16,90 m Lift nr. 3 Bracquegnies 16,90 m Lift nr. 1 Houdeng-Goegnies 15,40 m LA LOUVIÈRE Brussel Charleroi De kabellift van Strépy-Thieu is ultramodern. Gebruik maken van een hellend vlak was onmogelijk gezien de configuratie van het terrein en de drukvereisten met betrekking tot de bodem. Bovendien zou een sluizensysteem het verkeer hebben vertraagd en zou het meer gekost hebben aan watervoorziening via een pompsysteem. Met de nieuwe kabellift van Strépy-Thieu en het nieuwe traject van het Centrumkanaal wint de binnenschipper heel wat tijd. Om maar een voorbeeld te geven, een schip dat langs het oude stuk van het Centrumkanaal voer, deed er 5 uur over terwijl voor de nieuwe verbinding 2 uur volstaan voor een tonnage dat 4 keer zoveel bedraagt! ENKELE CIJFERS De kabellift heeft alles weg van een reus met een totale hoogte van 110 meter, een lengte van 130 meter, een breedte van 75 meter, en een hoogteverschil van 73,15 meter. Het is momenteel nog altijd de grootste scheepslift ter wereld! De lift bestaat uit twee reusachtige mobiele bakken van 112 meter lang op 12 meter breed die elk ton wegen. In tegenstelling tot de hydraulische liften van het Centrumkanaal tot 300 ton, werken de bakken van de kabellift volledig onafhankelijk van elkaar. Elke bak is verbonden met 8 tegengewichten van elk 1000 ton (4 zichtbaar aan de buitenkant en 4 onzichtbaar aan de binnenkant van het gebouw). Een bak kan tegelijkertijd 4 boten van 300 ton vervoeren. Het duurt 7 minuten vooraleer zo n bak boven is aan een snelheid van 20 centimeter per seconde, de overplaatsing duurt in totaal ongeveer 45 minuten (varen van de boten in en uit de bak inbegrepen). Hoogte 110m Hoogteverschil 73,15 m Breedte 75 m Machinezaal

14 WERKINGSPRINCIPE Het oversteken van de kabellift van Strépy-Thieu kan worden samengevat in 5 stappen: Stroomopwaarts (4) (5) (3) m Stroomafwaarts (1) (2) Stap 1 De boot dient zich aan de ingang van de liftbak aan, Stap 2 De boot wordt de bak binnengeleid en wordt gestopt in de bak. De deuren van de bak sluiten, Stap 3 De bak gaat naar boven, Stap 4 De bak stopt aan de bovenloop. De deuren van de bak gaan open en de boot is klaar om naar buiten te varen, Stap 5 De boot wordt bovenaan uit de constructie gehaald: het manoeuvre is voltooid. SAMENGEVAT De boot gaat van het ene naar het andere waterpeil via twee vervoerbakken die onafhankelijk van elkaar werken. Het betreft een verticale verplaatsing.

15 HEB JIJ HET BELANGRIJKSTE GOED ONTHOUDEN? Kabellift van Strépy-Thieu. MEERKEUZEVRAGENLIJST. Omcirkel het juiste antwoord. Hoeveel bedraagt het niveauverschil van de Kabellift van Strépy-Thieu? A) 68 m B) 73 m C) 110 m Hoeveel hydraulische liften vervangen de Kabellift van Strépy-Thieu? A) 1 B) 2 C) 4 Hoelang duurt het ongeveer om de Kabellift te passeren? A) 15 min B) 45 min C) 1 uur Met hoeveel tegenwichten is de Kabellift in totaal uitgerust? A) 4 B) 8 C) 16 Hoeveel boten van 1350 ton kan een bak van de kabellift tegelijkertijd vervoeren? A) 2 B) 4 C) 1 DE CARTOGRAAF HAALDE ALLES DOOR ELKAAR! Plaats de steden en plaatsen op de juiste plaats op de de kaart! STRÉPY-THIEU Charleroi La Louvière Kabellift Thieu Lift nr. 4 Bracquegnies Canal du Centre 300 T Canal du Centre T Lift nr. 2 Houdeng-Aimeries Lift nr. 3 Houdeng-Goegnies Lift nr. 1 Bergen LE ROEULX Brussel.. Kabellift Lift nr. 2.. Lift nr. 1. Lift nr. 4 Canal du Centre 300 T Canal du Centre T Lift nr. 3.

16 ENKELE ELEMENTAIRE WETTEN VAN DE FYSICA Om de werking van de scheepsliften beter te begrijpen, en meer in het bijzonder van de sluizen en de hydraulische liften is het nodig om vertrouwd te zijn met enkele elementaire wetten van de fysica. 1. De communicerende vaten 2. Het principe van Pascal 3. De opwaartse druk van Archimedes Voies d Eau du Hainaut Asbl - BS/DM/CB/NB - Jan2015

17 1. DE COMMUNICERENDE VATEN Wanneer twee recipiënten onderling communiceren, dan blijven de oppervlaktes van de vloeistof die deze recipiënten vullen steeds op dezelfde hoogte. VOORBEELD Stap 1 Twee lege bakken (A) en (B) zijn onderling verbonden met een buis (C). Een schuif (D) wordt bevestigd op het recipiënt (A). Doe water in de bak (A). Vaststelling: het waterniveau is identiek bij (A) en (C). D A C Stap 2 Doe water in de bak (A) tot aan de boord. Vaststelling: het waterniveau stijgt ook in de bak (B) en bereikt hetzelfde niveau als in de bak (A). D A B C Stap 3 Openen van de schuif (D). Vaststelling: het waterpeil daalt in de twee bakken en stopt ter hoogte van de schuif (D). D B A C Stap 4 De schuif (D) blijft open en er wordt water in de bak gestort (B). Vaststelling: het waterniveau blijft identiek tussen de twee bakken. D B A C Stap 5 Sluiten van de schuif (D) en toevoegen van water in bak B. Vaststelling: het waterpeil stijgt in de twee bakken en bereikt een evenwicht tussen (A) en (B). D B A C

18 EEN EXPERIMENTJE OM UIT TE VOEREN IN DE KLAS. De communicerende vaten. Wat heb je nodig: 2 grote lege flessen van 1,5 liter in doorschijnend plastic, 1 soepele en transparent buis met een binnendiameter van 19mm, lint type teflon, 1 teil gevuld met 3 tot 4 liter water, 1 karafje. Voorbereidend werk: snijd de achterkanten van de twee flessen af op 1/3, verbind de twee flessen onderling met een buis (elk uiteinde van de buis wat zacht maken met warm water opdat dit vlotter in de hals zou gaan), rond de hals een goede strook lint doen om de waterdichtheid te garanderen. Experiment: (A) De twee flessen op dezelfde hoogte houden. Met een karafje water in één van beide flessen doen : Wat zal er volgens jou gebeuren? Wat kon je vaststellen tijdens dit experiment? (B) Wat gebeurt er als we een van beide flessen schuin houden? En allebei?. (C) Wat gebeurt er als we een fles hoger of lager plaatsen door een andere?. (D) Duid het waterniveau van elke fles aan met behulp van een lat en een potlood. Wat kan je uit dit experiment afleiden? (leg uit met jouw eigen woorden)...

19 2. DE WET VAN PASCAL Blaise Pascal is een grote wiskundige en fysicus uit de 17 de eeuw, hij is een deskundige inzake het onderzoek van vloeistoffen, en hij toonde aan dat een drukverhoging in een vloeistof die wordt verplaatst in een gesloten recipiënt gelijkmatig verdeeld wordt in alle richtingen. VOORBEELD: Het werkingsprincipe van een hydraulische lift kan worden vergeleken met die van een spuit: indien de zuiger (A) daalt in de cilinder (C), dan oefent deze druk uit op de vloeistof die zal ontsnappen via de leiding (B) waarvan de diameter veel kleiner is dan die van de cilinder. A A A B C B C A C A B B C

20 EEN EXPERIMENTJE OM UIT TE VOEREN IN DE KLAS.. De wet van Pascal Wat heb je nodig: 1 grote buigzame buis, 1 kraan aangesloten op het water. Voorbereidend werk: sluit de buigzame buis aan op de kraan Experiment 1: Houd het uiteinde van de buis ter hoogte van de borst, Open zachtjes de kraan en laat het water in de buigzame buis vloeien. Hoe zal het water volgens jou uit de buis komen: met een grote straal of met een klein waterstraaltje? Hoe stroomt het water?. 1x? Experiment 2: Wat gebeurt er als je verder draait aan de kop van de kraan? Wat zal het resultaat zijn in vergelijking met het eerste experiment? Wat kan je vaststellen?.... Que peux-tu observer? x? Experiment 3: Idem experiment 1, maar wij drukken aan het uiteinde met één vinger op de uitgang van de buis. Wat zal er volgens jou gebeuren?. Wat kan je vaststellen?.. 1x? Wat kan je afleiden uit deze verschillende experimenten? Leg uit met jouw eigen woorden..

21 3. DE OPWAARTSE DRUK VAN ARCHIMEDES Archimedes was een gekende Griekse wiskundige uit de 3 de eeuw voor Christus. Naast zijn talrijke ontdekkingen toonde Archimedes ook aan dat er een opwaartse verticale druk wordt uitgeoefend door het water op het ondergedompelde lichaam. Wat wordt er bedoeld met de opwaartse druk van Archimedes? Elk lichaam dat wordt ondergedompeld in een vloeistof, volledig of gedeeltelijk, ondergaat een verticale opwaartse druk van beneden naar boven, waarvan de waarde gelijk is aan het gewicht van de verplaatste vloeistof. Met andere woorden, het principe van Archimedes zegt dat elk lichaam dat wordt ondergedompeld in water een opwaartse druk ondergaat van beneden naar boven (in kg) die overeenstemt met het gewicht van het verplaatste volume. EEN VOLUME WATER VAN 1 DM³ STEMT OVEREEN MET EEN MASSA VAN 1 KG EEN VOLUME WATER VAN 1 M³ STEMT OVEREEN MET EEN MASSA VAN 1 TON Een liter water heeft per definitie een volumieke massa van een kilogram per kubieke decimeter (of een ton per kubieke meter). Wat betekent dat elk voorwerp met een volumieke massa van minder dan een kilo per kubieke decimeter drijft. In het tegenovergestelde geval zinkt het. VOLUMIEKE MASSA (KG/DM³) = GEWICHT VOORWERP (KG) GEDEELD DOOR VOLUME OBJECT (KG). INDIEN VOLUMIEKE MASSA OBJECT < 1KG/DM³ (OF 1000 KG/M³): DAN DRIJFT HET VOORWERP. INDIEN VOLUMIEKE MASSA OBJECT > 1KG/DM³ (OF 1000 KG/M³): DAN ZINKT HET VOORWERP. Waarom zinken boten niet? Volgens de logica zou een boot zinken gezien het gewicht van het metaal en staal. Maar dat is niet het geval. Opdat een boot zou drijven moet men zijn gewicht beperken ten aanzien van het volume. Dat is de reden waarom de romp van een schip hol is, een beetje zoals de schelp van een noot of een advocaat. Voorbeeld 1: het schip is leeg. Laten we het voorbeeld nemen van een schip van 50 ton dat leeg is met een laadvolume van 250 m³. Het vaartuig heeft dus een soortelijk gewicht van 200 kg/m³ (massa in kg gedeeld door het volume in kg) minder dan de volumieke massa van water (1 ton/m³). Resultaat: de boot drijft. Voorbeeld 2: het schip is geladen. Datzelfde schip van 50 ton met een volume van 250 m³ wordt voortaan geladen met 175 ton zand, hetgeen het totaal gewicht op 225 ton brengt, of kg. Het schip heeft voortaan een ruimere volumieke massa (900 kg/m³) die in de buurt komt van die van het water (1 T/m³). Resultaat: de boot drijft nog altijd, maar zinkt dieper in het water. Voorbeeld 3: het schip is overbeladen. Datzelfde schip van 50 ton met een volume van 250 m³ wordt nu geladen met 250 ton zand. Met een volumieke massa die nu omvangrijker is dan het water (1.400 kg/m³) zinkt het schip.

22 EEN EXPERIMENTJE OM UIT TE VOEREN IN DE KLAS. De opwaartse druk van Archimedes Wat heb je nodig: 1 hol deksel van een plastic brooddoos, 1 grote doorschijnende plastic teil, knikkers die even groot zijn, 1 zwarte markeerstif, 1 maatbeker, 1 keukenweegschaal. Voorbereidend werk: het volume van de brooddoos berekenen, een liter water in de teil doen, het waterpeil aanduiden met een zwarte markeerstift, Experiment nr. 1: Plaats de brooddoos op het water in de teil. Wat kan je vaststellen? Trek een streep ter hoogte van het waterpeil in de teil.. Experiment 2: Voeg enkele knikkers toe in de brooddoos. Wat gebeurt er? Markeer met een streep het waterpeil in de teil.. Experiment 3: Vul geleidelijk de brooddoos met de knikkers. Wat kan je vaststellen?. Experiment 4: Voeg één voor één knikkers toe tot de brooddoos helemaal zinkt. Hoeveel knikkers zijn er nodig geweest om de brooddoos te doen zinken?

23 EEN BEETJE WOORDENSCHAT Een woordenlijstje om vertrouwd te worden met de wereld van de scheepvaart BOVENLOOP/BENEDENLOOP (STROOMOPWAARTS/STROOMAFWAARTS) Het bovenste deel (het hoogste deel) van de waterloop noemen we de bovenloop en het laagste deel (het minst hoge deel) noemen we de benedenloop ten aanzien van een bepaalde plaats. Je moet je draaien in de richting van de stroom van de waterloop (van de bovenloop naar de benedenloop om de rechter en linker oever van een waterloop te bepalen). VERZAKKING Mijnverzakking. Instorting, ineenstorting (in ondergrondse mijngangen). KANAAL- OF RIVIERPAND Een kanaal- of rivierpand duidt dat deel aan van een waterloop tussen twee verschillende hoogtepeilen van een bevaarbaar kanaal of rivier tussen twee sluizen. Men spreekt ook van bovenpand of van onderpand van een kanaal ten aanzien van een sluis. HOOGTEVERSCHIL Verschil qua hoogte. VERTAKKING Snijding, kruispunt, kruising. TONNAGE Deze term wordt in de scheepsvaart meestal gebruikt om aan te duiden met hoeveel ton er mag gevaren worden op een kanaal of hoeveel ton een boot mag vervoeren. Bijvoorbeeld: een kanaal geschikt voor een tonnage van 1350 ton). BURGERLIJKE BOUWKUNDE De Burgerlijke Bouwkunde is een uitdrukking waarmee men de bouw in het algemeen aanduidt en het is ook een verzamelnaam voor technieken van burgerlijke bouwwerken waaronder onder andere de bootliften (kabellift of hellend vlak bijvoorbeeld). BEDDING De bedding is alle ruimte die permanent of tijdelijk wordt ingenomen door een waterloop. Men maakt een onderscheid tussen een laagwaterbedding (zone afgebakend door de hoge oevers) en een hoogwaterbedding (ruimte ingenomen door de waterloop indien het water enorm stijgt). KUNSTWERK Een term die meestal wordt gebruikt om een burgerlijk bouwwerk aan te duiden zoals een ophaalbrug, een sluis, een lift, een hellend vlak, enz. GRONDWERKEN Grondwerken zijn werken die erin bestaan grote hoeveelheden water te verplaatsen voor verschillende doeleinden. Water kan worden gebruikt om een oppervlak te ondersteunen of op te tillen of om opeengehoopt muren, dijken of vestingwerken te versterken. TRANSLATIE Synoniem voor doortocht, passeren. UNIFORMISERING Synoniem voor standaardisering. Illustratie van een «Baquet» ontworpen door Ingenieur Jean-Baptiste VIFQUAIN voor de navigatie op het kanaal Charleroi-Brussel van 70 ton op de 19de eeuw (

24 HEB JIJ HET BELANGRIJKSTE ONTHOUDEN? VRAGENLIJSTEN, DENKSPELLETJES EN LOGICA Voies d Eau du Hainaut Asbl - BS/DM/CB/NB - maart 2016

25 LEZEN VAN EEN GEOGRAFISCHE KAART. Antwoord met behulp van de kaart op de vragen die hierna volgen. Door welke grote steden loopt de Samber?. Welk kanaal verbindt Gent met Oostende?. Door hoeveel grote Belgische steden loopt het Albertkanaal? Kan je er één noemen?. NOORDZEE ZEEBRUGGE OOSTENDE BRUGGE KANAAL GENT - OOSTENDE K. GENT - TERNEUZEN GENT C. DESSEL - TURNHOUT ANTWERPEN ALBERTKANAAL NEDERLAND DUINKERKE YZER KORTRIJK LEIE DEÛLE RIJSEL ESCAUT SCHELDE DOORNIK K. NIMY BLATON - PÉRONNES- VALENCIENNES DENDER ATH DENDER BERGEN C. CHARLEROI - BRUSSEL CANAL DU CENTRE C. BRUSSEL - SCHELDE BRUSSEL SAMBER SAMBER CHARLEROI HASSELT LEUVEN MAAS NAMEN MAAS LUIK C. ZUID-WILLEMSVAART MAASTRICHT ALBERTKANAAL DUITSLAND FRANKRIJK JUIST OF VERKEERD? Verbeter indien je denkt dat de stelling verkeerd is. G.-H. LUXEMBURG De stad Ath wordt doorkruist door de Dender. JUIST / VERKEERD. De Maas verbindt de Samber in Charleroi. JUIST / VERKEERD. Gent en Doornik zijn verbonden via de Schelde. JUIST / VERKEERD. De Yzer doorkruist Kortrijk. JUIST / VERKEERD. Brussel ligt ten zuiden van Gent. JUIST / VERKEERD.

26 JUIST OF VERKEERD? Omcirkel het juiste antwoord en verbeter als je denkt dat de stelling verkeerd is. Met zijn 68 meter niveauverschil is Strépy-Thieu de grootste scheepslift ter wereld. Juist / Fout. Het Hellend Vlak van Ronquières strekt zich uit over 1432 meter voor een niveauverschil van 68meter. Juist / Fout. Een hydraulische lift werkt met elektriciteit. Juist / Fout. In Strépy-Thieu weegt elke bak ton en deze is verbonden met 8 tegenwichten van elk kg. Juist / Fout. VUL DE TEKST AAN. Vind de ontbrekende woorden met behulp van de lijst hieronder. auto s Frans lawine binnenschip zand vrachtwagens de auto belangrijk 18 de Waalse averij noord electrokutie 19 de steenkool zuiden weg waterweg miniem De industrie belleeft haar hoogtepunt tijdens de eeuw, het wordt dan een onmisbaar vervoermiddel om te vervoeren naar het van het land : het risico van is in vergelijking met de maar het is ook zo dat een zoveel koopwaar kan vervoeren als tien! HEB JIJ EEN GOED GEHEUGEN? Benoem elk element dat je ziet op de afbeelding (1) (3) (4) (2)

27 VERBIND ELK ELEMENT. Bij elke constructie hoort een hoogteverschil en een kanaal (gebruik een kleur voor elke lift). O Kanaal Mons - Condé 68 m O 17 m O 130 m O 73 m O O O O Hydraulische lift Hellend Vlak Ronquières O O Kabellift Strépy-Thieu O O O O O O Canal du Centre ton Samber Kanaal Charleroi - Brussel Schelde Canal du Centre 300 ton HOE WERKT EEN HYDRAULISCHE LIFT? Teken de verschillende stappen rekening houdende met de uiteindelijke positie van de bakken. A B ANTWOORD OP DE VRAGEN. HEB JIJ EEN GOED GEHEUGEN? Welke grondstof ontgon men hoofdzakelijk tijdens de 19 de eeuw in de Waalse industrie?.. Hoe lang duurt het alleen om de scheepslift van Strépy-Thieu naar boven te laten gaan?.. Welke is de grootste sluis van Wallonië? Welke hoogeverschil compenseert zij ongeveer?.. Het Hellend Vlak van Ronquières is uitgerust met twee bakken die volledig onafhankelijk van elkaar werken. Hoeveel boten in totaal kunnen op hetzelfde ogenblik het Hellend Vlak oversteken?..

28 KAN JIJ JONGLEREN MET DE COMMUNICERENDE VATEN? Plaats de schema s hieronder in de juiste volgorde Stap nr.... Stap nr.... Stap nr.... Stap nr.... WIE BEN IK? Raad welke bouwwerk pas bij elke voorstelling. Ik ben momenteel nog de grootste scheepslift ter wereld. Ik ben. Ik ben de oudste en meest classieke constructie om een hoogteverschil te overbruggen. Ik ben. Ik ben de oudste van 4 broers (wees zo precies mogelijk!) Ik ben. Ik lig op het kanaal Charleroi-Brussel Ik ben. MENGELMOES Plaats de letters in de juiste volgorde HHYCDSRIAUL HLOIOHGCTSERVE SEREIUQNOR SLTOEOEKN H R _ I H _ G V _ C L _ O _ Q E E L

29 LABYRINT. Help Zef de weg tot zijn schip terug te vinden! VERBIND DE PUNTEN ONDERLING MET ELKAAR. Aarzel niet om jouw tekening te personaliseren!

30 BIBLIOGRAFIE LITERAIRE BRONNEN «Itinéraire des ouvrages hydrauliques du Parc des Canaux» (2003) P. Cornut et C. Vandermotten, Collection «Hommes et paysages», Editions SRBG, Fédération du Tourisme de la Province du Hainaut «Sur le Canal du Centre : le double ascenseur funiculaire de Strépy-Thieu» (1996) J. Delmelle Fédération du Tourisme de la Province du Hainaut «Le canal du centre : quand les bateaux prennent l ascenseur» (1994) J.-P. Gailliez et C. Norac, Collection «L histoire à la trace», Editions Casterman «Ronquières, où les bateaux volent et vont sur des roulettes» (2001) A. Gallez, Fédération du Tourisme de la Province du Hainaut, Editions Hainaut-Tourisme «Le Canal du Centre : chronique d une construction» (1996) J. Laurent, R. Fays et M. Dambrain, Collection «Traces», MET «Le plan incliné de Ronquières» (2000) Les cahiers du MET n 15, Collection Techniques, MET DG2 «Un géant funiculaire sur le canal du Centre : l ascenseur à bateaux de Strépy-Thieu» (2002) Les cahiers du MET n 20, Collection Techniques, SOFICO et MET DG2 «Histoire des Voies navigables : le canal de Charleroi à Bruxelles. Témoin d une tradition industrielle» (2001) A. Sterling et M. Dambrain, Collection «Traces», MET et la Renaissance du Livre «Petit lexique pour tout savoir sur les sauterelles et autres termes techniques de la voie d eau» (2011) Voies Navigables de France «La Princesse de Neige» P. Nottet et S. Girel, Lutin Poche «Journal du Petit Spirou» Numéro 1525 du 06 juillet 1967 INTERNETBRONNEN http///vexin.fr.pagesperso-orange.fr/batellerie les bateaux flottent-ils%3f fr.wikipedia.org

31 EEN KLEURRIJKE DAG BIJ DE SCHEEPSLIFTEN Neem jouw kleurpotloden en teken wat vandaag op het messt indruk heeft gemaakt.