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Hauteur critique (HU) : Différence entre versions
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| − | + | La hauteur critique joue un rôle très particulier en hydraulique ; elle créé une rupture au sein de l'écoulement et empêche l'information sur les conditions d'écoulement (en dehors de la valeur du débit) de passer à l'amont ou à l'aval. De façon pratique, elle va constituer une condition à la limite aval (et éventuellement amont) pour de nombreuses situations. | |
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Version actuelle en date du 10 avril 2024 à 08:53
Traduction anglaise : Critical depth
Dernière mise à jour : 10/04/2024
En hydraulique : profondeur d'eau $ hc $ correspondant au minimum de la charge spécifique $ H $ pour un débit donné.
Sommaire |
[modifier] Importance de la hauteur critique
La hauteur critique joue un rôle très particulier en hydraulique ; elle créé une rupture au sein de l'écoulement et empêche l'information sur les conditions d'écoulement (en dehors de la valeur du débit) de passer à l'amont ou à l'aval. De façon pratique, elle va constituer une condition à la limite aval (et éventuellement amont) pour de nombreuses situations.
[modifier] Séparation entre le régime fluvial et le régime torrentiel
La hauteur critique permet également de définir le régime d'écoulement (figure 1) :
- fluvial ou infracritique si $ h\ >\ hc $ ;
- torrentiel ou supercritique si $ h\ <\ hc $ ;
- critique si $ h\ =\ hc $
[modifier] Dissipation d'énergie
La transition entre les deux régimes est brutale car lorsque la hauteur d'eau devient voisine de la hauteur critique dans un bief uniforme, la pente de la ligne d'eau devient théoriquement infinie. Dans le cas d'une transition d'un régime torrentiel vers un régime fluvial, le passage de la hauteur critique provoque l'apparition d'un ressaut hydraulique qui dissipe une grande quantité d'énergie (figure 2).
[modifier] Intérêt en métrologie
Un autre intérêt de la hauteur critique est d'être directement liée au débit par exemple par la relation $ (1) $ :
Avec :
- $ Q $ : débit (m3/s) ;
- $ B $ : largeur miroir (m) ;
- $ g $ : accélération de la pesanteur (m3/s) ;
- $ S $ : section mouillée (m2).
De ce fait on utilise souvent des seuils hydrauliques de forme adaptée (rectangulaires ou triangulaires, avec ou sans contraction), associés à une mesure de la hauteur d'eau à l'amont, comme débitmètre.
