Ecoulement critique (HU)

Traduction anglaise : Critical flow

Dernière mise à jour : 28/06/2025

Régime d'écoulement tel que la hauteur d'eau soit égale à la hauteur critique ; le nombre de Froude  est alors égal à 1.

Spécificité du régime critique

Ce régime se rencontre à la transition entre un écoulement fluvial et un écoulement torrentiel. Il correspond à une profondeur d'eau telle que la charge spécifique soit minimale. En ce point la célérité de l'onde est égale à la vitesse de l'eau.

Figure 1 : Écoulement critique.

Les conditions d'établissement d'un régime critique sont obtenues lorsque l'on vérifie l'égalité de la relation (1) :

$ Q^2.B=g.S^3\quad (1) $

Avec :

• $ Q $ : débit (m³/s) ;
• $ B $ : largeur miroir (m) ;
• $ g $ : accélération de la pesanteur (m/s²) ;
• $ S $ : section mouillée (m²).

Le régime critique peut être obtenu :

• pour une pente donnée en modifiant le débit jusqu'à obtenir le débit critique ;
• pour un débit donné en modifiant la pente jusqu'à obtenir la pente critique.

Ce régime ne peut être observé que sur les points particuliers de l'écoulement où se produit la transition fluvial/torrentiel (calme) ou torrentiel/fluvial (chaotique avec une perte de charge importante associée à un ressaut hydraulique) (figure 2).

Figure 2 : Au passage d'un seuil hydraulique on observe souvent une double transition : fluvial-torrentiel à l'amont et torrentiel-fluvial à l'aval avec formation d'un ressaut hydraulique ; le régime critique existe alors aux deux points particuliers où se passe chacune de ces transitions ; crédit photo : Bernard Chocat.