Gradient hydraulique (HU)

Traduction anglaise : Hydraulic gradient, Hydraulic grade line, Energy grade line

Dernière mise à jour : 08/06/2025

Variation de la charge hydrauique par unité de longueur dans une direction donnée.

Formulation mathématique

Dans le cas d'un écoulement unidimensionnel (par exemple dans une canalisation), on peut écrire le gradient hydraulique sous la forme :

$ J = \frac{dH}{dx} $.

Avec :

• $ J $ : gradient hydraulique (m/m) ;
• $ H $ : charge hydraulique (m) ;
• $ x $ : abscisse (m).

Le gradient hydraulique détermine le sens de l'écoulement.

Différents domaines où l'on utilise la notion de gradient hydraulique

La notion de gradient hydraulique apparaît dans tous les domaines de l'hydraulique et de l'hydrologie.

• Dans le cas d'un écoulement permanent uniforme et dans un canal ou une conduite à surface libre la pente de la ligne de charge est parallèle à la pente de la surface libre et à la pente du lit du canal ou du radier de conduite ($ J = I $).
• Dans le cas d'un écoulement en charge la pente de la ligne de charge peut également être parallèle à la pente de la conduite, mais cette situation est assez rare.
• Dans le cas d'une nappe libre, le gradient hydraulique est la pente de la surface de la nappe dans le sens de son écoulement (dans ce cas il est nécessaire de le définir en fonction des deux dimensions transversales) ;
• Dans le cas d'un ouvrage de génie civil de type digue en terre, c'est la pente de la ligne de saturation à l'intérieur de la digue ;
• etc.

Dans tous les cas, la pente de la ligne de charge peut changer brutalement en présence de singularités produisant des pertes de charge singulières, par exemple au passage d'une vanne ou lors d'un changement de diamètre de la conduite pour une conduite ou au franchissement d'une fondation profonde pour une nappe souterraine.

Voir : Ligne d'énergie.