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Huîtres & Crevettes

Evaluer un débit d’eau (section 3/4)

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2. Cas d’un déversoir TRIANGULAIRE (en paroi mince)

Ce type de déversoir convient pour la mesure des petits débits (3-300 l/s).

Q = 4/5 x μ x h2 x 2 x g x h x tg(θ/2)

Q = le débit, en m3·s–1

μ = le coefficient de débit du déversoir rectangulaire de Bazin en mince paroi sans contraction latérale

g = accélération de la pesanteur (9.81 m/s²)

h = la hauteur de lame, en m

θ (thêta) = l’angle au sommet du déversoir

     Le débit d’un déversoir triangulaire peut se déduire du débit du déversoir rectangulaire sans contraction latérale, à hauteur de lame et pelle identique, en multipliant ce débit par 4/5 x h1 x tg(θ/2), « tg » étant la tangente de la moitié de l’angle θ.

Pour θ = 90 °, la formule de Thompson est parfois utilisée :

Q = 1,417 x h5/2 , mais

cette formule est très approximative car elle ne tient pas compte de l’incidence de la pelle.

     D’autre part, en réduisant l’angle θ, par exemple en passant de 90° à 22,5° on diminue considérablement le coefficient de débit du déversoir (dans le cas présent, à moins de 48%), même s’il faut changer de formule en dessous de 30° pour mieux représenter la réalité.

3. Dans le cas du déversoir de trop-plein CIRCULAIRE (0,20 m < Ø (diamètre) < 0,70 m, avec entonnement suffisant pour éviter toute réaction de l’aval) → µ ± 0,34

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     Dans tous les cas, il faudra aussi tenir compte des pertes de charge par frottement (formules empiriques de calcul). Selon Suez, seules les formules suivantes restent encore d’un usage courant pour le calcul des pertes de charges par frottement :

Formule de Bazin V = (87 x R x I) / (1 + γ/R)

 

Formule de Manning Strickler V = Ks x R2/3 x I1/2,

             V = la vitesse moyenne de l’écoulement dans la section (en m x s-1)

R = le rayon hydraulique (en m) égal au rapport de la section liquide dans le canal (en m²) au périmètre mouillé1 (en m) → R = Sm/Pm

I = la pente du canal, en mètre par mètre ;

γ (gamma) et Ks = les constantes de rugosité des parois ...car la nature et la consistance de ces dernières peuvent limiter la vitesse maximale admissible à proximité de celles- ci.

Nature des parois

γ

Ks

Parois très unies (enduit de ciment lissé, bois raboté)

0,06

100

Parois avec enduit de ciment ordinaire

-

90

Parois unies (briques, pierre de taille, béton brut)

0,16

70-80

Parois peu unies (moellons)

0,46

60-70

Parois de nature mixte (talus dressés ou perreyés2)

0,85

50-60

Canaux en terre (talus ordinaires)

1,30

40

Canaux en terre avec fond de galets et parois herbeuses

1,75

25-35

(Source : mémento technique de l’eau, Degrémont, 1978)

     Cette formule de Manning-Strickler tend à se généraliser en raison de sa simplicité et de son application générale à toutes les formes d’écoulement uniforme en canaux ou rivières.

     En tenant compte de la formule de Manning, la décharge peut être calculée, avec une surface en pente, par :

Q = (1,486/n) x A x R2/3 J1/2 , où

Q = débit (en m³/h ou l/min)

A = surface moyenne de la section transversale du conduit (en m²)

R = rayon hydraulique moyen de la canalisation (en m)

J = gradient de la perte de charge linéaire (en m/m)

n = facteur de frottement (rugosité) du conduit

Quelques valeurs typiques de « n »

Description

Valeur normale de n

Petite rivière naturelle (propre, droite, pleine, sans rupture ou profondes fosses)

0,030

Torrent de montagne (graviers, cailloux et peu de rochers)

0,040

Plaine inondable (arbrisseaux légers et arbres)

0,060

Canal creusé dans la terre

0,018

Buse en tôle ondulée (91,44 cm)

0,019

 

 

     Enfin, signalons qu’il existe des appareils relativement simples permettant d’évaluer le courant d’eau que vous souhaitez tester :

Équipement à 4 cônes tournant permettant de calculer la vitesse du courant

__________________________

1 Le périmètre mouillé est la longueur totale de contact entre le fluide et les parois du canal dans une section donnée.

2 Extrait de la pierre.

Classé dans : Eau Mots clés : aucun

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